采礦工程中綠色開采技術(shù)的應(yīng)用探析

敖翠云

摘要：礦產(chǎn)資源帶動了我國總體經(jīng)濟實力的進一步增強，礦產(chǎn)資源需求量持續(xù)上升，傳統(tǒng)采礦技術(shù)已無法滿足可持續(xù)性發(fā)展的需求。在采礦過程中，由于人們對采礦工藝技術(shù)的選擇和各種設(shè)備問題，影響了所在區(qū)域的生態(tài)環(huán)境?；诖?，本文重要研究綠色采礦工藝技術(shù)在采礦工程中的使用狀況，并提出了相應(yīng)措施，以供參考。

關(guān)鍵詞：采礦工程；綠色開采；技術(shù)

在我國礦山建設(shè)項目中，開采過程極易污染環(huán)境并導(dǎo)致土壤污染，如果保護不到位，可能造成水土流失。所以，要降低采礦工程對各類環(huán)境污染的危害，人們必須積極采用科學(xué)的環(huán)保開采工藝，從根本上提升環(huán)保能力，并采用新型環(huán)保工藝與手段，加速處理環(huán)境污染問題的進程，營造更好的開采環(huán)境。

一、綠色開采技術(shù)概述與分類

采礦業(yè)的環(huán)保問題一直是主要關(guān)注的問題。在應(yīng)用綠色開采技術(shù)開采鐵礦石的過程中，不但可以減少環(huán)境污染，提高開采效益，還能確保環(huán)境和開采之間的平衡。對此，應(yīng)因地制宜，減少各種自然資源的損失，增加環(huán)境保護力度。

（一）鐵礦采空區(qū)的充填技術(shù)

對于傳統(tǒng)的鐵礦石開采，采空區(qū)加工一直是關(guān)鍵問題。填充技術(shù)常用做法包括填充“碎石帶”、“風(fēng)力或水力”填充、“煤矸石自滑”填充，缺點是效能較差、容易二次污染或生產(chǎn)成本較高。相反，應(yīng)用了綠色采礦技術(shù)理念的現(xiàn)代充填技術(shù)“Goaf”可以更加完善，主要類型包括：第一，“可變膠結(jié)”填充方法?；旌纤姆N物質(zhì)（碎屑、工業(yè)廢渣、河砂和粉狀礦灰），加水使其成為糊狀物，并實時填充，成為有效控制表面沉積的穩(wěn)定支撐，對于高溫地區(qū)而言，還可以有效降低地下溫度和火災(zāi)風(fēng)險。第二，在采空區(qū)填充“注入并膠結(jié)走廊的落差”的技術(shù)。該種方法大多使用在落差區(qū)。粘結(jié)時間在碎屑間隙變厚之前，可以快速將下落的填充材料膠結(jié)合起來，促使兩者都可以作為過載支撐膠結(jié)在一起，不但能提高填充區(qū)域的機械穩(wěn)定性，還能降低表面變形的可能性。

（二）鐵礦的“采礦保水”技術(shù)

“礦區(qū)水保護”的主體思路是有效研究在擬建礦區(qū)鐵礦區(qū)內(nèi)究竟分解的自然資源，以實現(xiàn)礦井的科學(xué)合理選擇。如果礦區(qū)中包括或具有含水層結(jié)構(gòu)，已開發(fā)的“西部地帶”（包括“斷水地帶”）不應(yīng)開發(fā)到礦區(qū)“含水層”結(jié)構(gòu)下部。

（三）鐵礦的“處理毛石”技術(shù)

鐵礦石在加工過程中會產(chǎn)生各種廢物，如碎石等。在煤層中鋪設(shè)碎屑的施工線是減少當(dāng)前碎屑排放的一種常見且重要的方法，主要因為周圍路面的結(jié)構(gòu)變形很大，需要堅持“優(yōu)化道路支撐模式”的連續(xù)性，可以有效提高雜質(zhì)應(yīng)用的效率，通過“壓縮支撐和填充線”的方式提高有效雜質(zhì)含量。

（四）毛石填充及支護技術(shù)

污染充填與支撐技術(shù)能有效減少雜質(zhì)充填數(shù)量。在實現(xiàn)過程中，重要因素是利用奇數(shù)點以“槽”的形態(tài)填滿柱子，或采用連接方式填滿柱子內(nèi)部的空隙，合理利用碎石。該技術(shù)通過機車把破碎物運輸至籠室，再利用填充空隙通過傳遞帶運輸至破碎，最后添加碎石與澆注水泥一起進行，以同時產(chǎn)生碎石和水泥帶。在使用碎石充填技術(shù)前，應(yīng)按規(guī)定時間完成碎石的充填與破碎，以此減少碎石量，增加鐵礦利用時期，減少鐵礦安全事故的可能性，降低沉土發(fā)生的概率。

（五）“無礦柱開采”技術(shù)

“無柱開采”技術(shù)的主要原理是提前預(yù)定先前礦區(qū)輸送線下的充填膠帶，主要任務(wù)是在下一階段的挖掘中發(fā)揮作用，實現(xiàn)不保留列和實現(xiàn)列挖掘的目標(biāo)。該技術(shù)主要用于構(gòu)建通用的填充系統(tǒng)，有必要在地下鐵礦中設(shè)計和建造一個專用停車場和攪拌站。同時，科學(xué)設(shè)計“特殊回流隧道”頂部位置的“普通泵室”，以創(chuàng)建“混合、泵送、填充”的連續(xù)運行模式，其中，確定填充區(qū)規(guī)格的依據(jù)是：第一，填充區(qū)調(diào)整時間；第二，土壤壓力；第三，工作臺表面和工作表面之間的輸送線長度。

二、當(dāng)前采礦工程中的環(huán)境問題

（一）排放的廢氣導(dǎo)致污染

目前，開采過程中會排放一些廢物和危害物質(zhì)，容易造成大氣污染，危害生態(tài)環(huán)境。目前，由于礦產(chǎn)資源是重要的不可再生資源，相關(guān)礦業(yè)單位有必要及時確定有效的開采方法，減少開采過程中產(chǎn)生的環(huán)境污染。

（二）影響土地資源

在開采中，易損害附近的土壤資源，如果礦山處于長時間開挖狀態(tài)，易導(dǎo)致附近區(qū)域荒漠化，同時還容易發(fā)生水土流失，破壞生態(tài)環(huán)境，但如果遇到部分土壤資源難以修復(fù)，就會影響正常的生產(chǎn)，甚至造成經(jīng)濟損失。

（三）可能污染水資源

在開采過程中，可能會破壞地下水資源結(jié)構(gòu)，污染水資源，也容易使地下水排放到地表，引起地下水位的上升。因此，采礦會破壞土壤地表結(jié)構(gòu)，并使附近的地下水或磨碎河流干涸，在一定程度上影響人們的日常生產(chǎn)生活。

三、綠色開采技術(shù)在礦產(chǎn)資源采集過程中的重要性和條件

（一）綠色開采技術(shù)的重要性

近年來，隨著我國社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展，綠色礦山建設(shè)在礦業(yè)發(fā)展中受到了越來越多的重視，也取得了長足進步。在進行礦山開采時，綠色開采技術(shù)可以有效降低環(huán)境污染，實現(xiàn)礦產(chǎn)資源的高效利用，其重要性不容忽視。礦產(chǎn)資源是國民經(jīng)濟和社會發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。但由于歷史和自然因素的影響，礦產(chǎn)資源開發(fā)利用仍存在一些問題，例如，環(huán)境污染嚴(yán)重、可持續(xù)發(fā)展問題突出、礦業(yè)技術(shù)落后等。因此，積極開展綠色礦山建設(shè)是未來建設(shè)發(fā)展的必然趨勢。在礦產(chǎn)資源開采過程中，要遵循綠色環(huán)保原則，以此促使整個行業(yè)健康有序發(fā)展。

首先，有效保護生態(tài)環(huán)境。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，地球承受著人口增長、氣候變暖、環(huán)境破壞等壓力。因此，保護生態(tài)環(huán)境相當(dāng)重要，綠色開采技術(shù)可以保護生態(tài)環(huán)境并減少污染與廢物排放。

其次，減少資源浪費。由于礦產(chǎn)資源分布不均和礦石質(zhì)量等因素，導(dǎo)致某些地區(qū)出現(xiàn)礦山資源短缺的現(xiàn)象。這時需要采用綠色開采技術(shù)，合理開發(fā)與利用礦產(chǎn)資源，盡可能減少對礦區(qū)周邊環(huán)境造成的危害。同時，在采礦過程中，避免將產(chǎn)生的礦渣、廢水以及廢氣等廢物排放到周邊環(huán)境中，以免造成嚴(yán)重的環(huán)境污染。

最后，提高采礦效率。在礦產(chǎn)資源采集過程中，通常會采用一些技術(shù)手段提高工作效率，綠色開采技術(shù)是有效方法之一。

（二）綠色開采技術(shù)的條件

實施綠色采礦技術(shù)的具體條件主要包括以下方面：首先，在環(huán)境方面，控制并滿足實施具體條件，通常情況下，環(huán)境條件較復(fù)雜，確保在采礦項目中進行更有效的綠色采礦。其次，合適的人員應(yīng)達(dá)到項目設(shè)計需求，對于綠色開采技術(shù)而言，需要具有專業(yè)程度較高的設(shè)計人才。所以，在推行綠色開采項目前，需要了解工作人員的知識水平和專業(yè)性，并進行較全面的輔導(dǎo)與訓(xùn)練，以增加項目各方面的有效性，提高技術(shù)人員以及設(shè)計人員的參與度。

四、綠色開采技術(shù)在礦產(chǎn)開采過程中的使用策略

（一）在綠色開采技術(shù)中保護水資源

在礦產(chǎn)資源開采中，水資源環(huán)境保護是關(guān)鍵工作之一。水資源環(huán)境保護技術(shù)是為了合理保護地下水自然資源，防止污染環(huán)境，尤其在提煉金屬礦石時，容易破壞地下水，因此要想獲得金屬礦石，必須采用節(jié)水采礦工藝，重視對地下水源的防護。但通常情況下，也可以采用土壤注入方式，以此避免金屬降解的副作用。合適的地下水保護層設(shè)計能在保障地下水源免遭破壞的同時，合理減少對地下水源的干擾，但不能夠減少由于金屬礦產(chǎn)開發(fā)而給地下水帶來的結(jié)構(gòu)性破壞。

（二）在綠色礦產(chǎn)開采中的減沉開采

開采過程包括填充物的開采，主要指合理處理土壤沉降問題。在開采過程中，金屬礦和非金屬礦等各種物料經(jīng)常被排放到采空區(qū)中進行充填，可以降低采空區(qū)面積下沉和脫落的可能性。但如果采用河沙等材質(zhì)加以充填，會增加生產(chǎn)成本，導(dǎo)致無法大規(guī)模應(yīng)用。

（三）綜合處理和利用固體廢棄物

在我國的采礦過程中，每年都會產(chǎn)生大量廢物，如果堆積后無法清除，就會影響周邊區(qū)域。一些廢物甚至?xí)?dǎo)致火災(zāi)，造成安全事故，因此應(yīng)努力防范事故和污染，采取適當(dāng)措施及時解決。在開采資源時，不可避免地會產(chǎn)生一些爐渣，例如，將礦渣當(dāng)作建筑材料或用于某些道路建設(shè)項目，不僅可以降低修建高速公路的成本，還可以降低固體礦物廢物對周圍土地資源帶來的影響。

（四）采礦工程中綠色開采技術(shù)管理

第一，在開展植物保護中，責(zé)任人員應(yīng)不斷增加對礦井的檢查，逐步明確礦井管理細(xì)則。在礦井發(fā)生各種不平整裂縫后，相關(guān)部門要積極檢查所有沉降情況，掌握每個斷裂的長度、寬度以及斷裂的大致方向，從而判斷具體的破裂范圍。第二，嚴(yán)格確保周圍礦山環(huán)境的安全，如果礦山發(fā)生滑坡，相關(guān)部門應(yīng)確定滑坡的成因和具體范圍，并采取相應(yīng)的保護措施。第三，在垃圾填埋場運行過程中，還應(yīng)進行污染預(yù)防作業(yè)，統(tǒng)一規(guī)劃垃圾填埋場工作。第四，通過生態(tài)手段管理礦井的地下水土流失。除在礦井培育適宜的植被外，還可指派技術(shù)人員在種植后加以保護和栽培，建立各種控制方式，避免土壤侵蝕帶來的問題。同時，可以避免污染物進入農(nóng)田，確保周圍區(qū)域的發(fā)展建設(shè)和開發(fā)工程的順利進行。

（五）優(yōu)化巷道布置，減少毛石排放的開采技術(shù)

當(dāng)前，需要優(yōu)化鐵礦石開發(fā)技術(shù)，主要是增加開采價值，設(shè)計針對鐵礦石地質(zhì)環(huán)境的專業(yè)開采道路體系和工藝技術(shù)評價體系，以實現(xiàn)采礦方法與開采技術(shù)的一致性。同時，注重安全高效率的礦井研究，通過系統(tǒng)優(yōu)化道路研究設(shè)計與布置，逐步減少路線布置，提高礦井運行參數(shù)，以改善鐵礦石產(chǎn)出的集約化與管理水平，從而提升開采效益。

（六）研發(fā)新設(shè)備

開發(fā)采礦工藝需要先進裝備。工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)手段是影響產(chǎn)量的主要原因。一旦技術(shù)設(shè)備得不到優(yōu)化，就不能在最大程度上提升質(zhì)量。因此，在鐵礦石開發(fā)領(lǐng)域中，應(yīng)做好如下領(lǐng)域的探索：第一，深部礦井的開發(fā)裝備與熱處理工藝。第二，深井監(jiān)測與控制技術(shù)和防石擊技術(shù)。第三，檢查設(shè)備和技術(shù)，以實現(xiàn)礦井的高產(chǎn)高效。第四，深部開采后，采取維護措施，適當(dāng)維護設(shè)備。第五，新裝備具有較好的安全性與可靠性，應(yīng)用相對較多。

（七）采取填充技術(shù)

如果開采后尚未有效填充采空區(qū)，地表將發(fā)生移動或塌陷，造成災(zāi)害和污染。以前的填充方法包括巖石填充、磨石填充、風(fēng)力填充、粉末碳填充和水力填充等，不僅效率低、成本高，還會帶來二次污染。因此，有必要積極采用先進的綠色填充技術(shù)，例如，使用磨石、粉煤灰、工業(yè)礦渣、河砂等混合填充材料。在建立相對穩(wěn)定的支護后，有效控制土壤沉積，減少礦山問題，防范礦山發(fā)生火災(zāi)。

（八）矸石處理技術(shù)

在開采過程中，煤矸石排放量大，不僅會影響地表環(huán)境，還容易污染大氣，不利于采礦作業(yè)的綠色發(fā)展。目前，我國采礦業(yè)必須科學(xué)處理，盡量避免產(chǎn)生污染源。因此，可以通過有效的處理技術(shù)科學(xué)處理煤矸石。首先，保護膜可以覆蓋綠色涂層技術(shù)，減少風(fēng)的影響，防止煤矸石自燃并污染環(huán)境。其次，選擇化學(xué)溶劑處理溶液。再次，集中處理產(chǎn)生的廢物，提取其中包含的金屬元素，掩埋并銷毀。最后，對煤矸石進行二次加工，使其成為建筑材料，充分發(fā)揮煤矸石的材料價值。

五、結(jié)語

綜上所述，在礦業(yè)的開采活動中，過去的開采方式與當(dāng)前的可持續(xù)發(fā)展觀念不符，必須引入環(huán)保礦山工藝，最大限度上降低開采活動中對環(huán)境的危害，同時，采用先進的科技手段，更好地利用自然資源。

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