淺談露天開采與環(huán)境保護(hù)

吳子雍

摘 要：礦山開采行業(yè)盡管是國家的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，但礦產(chǎn)資源挖掘環(huán)節(jié)特別是露天開采中，對生態(tài)環(huán)境帶來了巨大的影響。在開采時，極大破壞地面土壤，并污染了生態(tài)植物。為此，文章就露天采礦對自然環(huán)境引起的影響展開了詳細(xì)探究，并提出了有效的應(yīng)對策略及環(huán)保措施。

關(guān)鍵詞：露天開采;生態(tài)環(huán)保;應(yīng)對措施

中圖分類號：X322 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-2064（2019）10-0007-02

0 引言

礦產(chǎn)資源的深入開采在給群眾帶來大量效益的基礎(chǔ)上，還極大損壞了生態(tài)自然系統(tǒng)，特別是在露天開采以后，對地面的損壞以及對巖層的破損不只是地面土壤，而且還深入地下幾百米，極大破壞土壤，損壞地層層序，造成被污染的區(qū)域寸草不生。因此，科學(xué)有效的針對露天采礦對生態(tài)自然造成的污染加以探究，將科學(xué)開采生產(chǎn)及維持生態(tài)系統(tǒng)平衡同步展開，強(qiáng)化對生態(tài)系統(tǒng)的及時修復(fù)與保護(hù)，促進(jìn)露天開采和生態(tài)環(huán)境價值的雙贏，是當(dāng)前面臨的重要工作。

1 生態(tài)受到巨大影響的具體情況

因為人們在露天開采和加工中，極大損壞礦區(qū)范圍的生態(tài)體系和結(jié)構(gòu)，造成礦區(qū)中的生態(tài)環(huán)境無法滿足人類的生存要求，并極大威脅到礦區(qū)內(nèi)的自然環(huán)境。

1.1 原生態(tài)系統(tǒng)遭到破壞

露天開采過程挖損大都屬于毀滅性的，它的占地范圍又很大，另外，露天開采還直接損壞地面土層、地層結(jié)構(gòu)、地面植物和部分地質(zhì)遺跡等。而且，尾礦區(qū)與礦外排土場還極大破壞礦區(qū)原本的生態(tài)體系。煤礦行業(yè)在開展露天開采工作時每挖掘出1萬t煤炭將會損壞大概0.22平方米的土地，這類土地上原本的生態(tài)結(jié)構(gòu)也隨之遭到破壞，受到破壞的生態(tài)體系無法在短期內(nèi)得到修復(fù)，極大破壞生態(tài)平衡。

1.2 水環(huán)境生態(tài)被破壞

在開展露天開采工作時，要抽干開采范圍的地下水，這樣會極大破壞礦區(qū)及礦區(qū)附近的水循環(huán)結(jié)構(gòu)，產(chǎn)生地下水枯竭現(xiàn)象，進(jìn)而引起巖體坍塌問題。例如，某省露天開采因抽取巨大的地下水，導(dǎo)致本地的水文系統(tǒng)受到巨大破壞。另外，礦區(qū)最大的問題便是水資源的污染較為惡劣。土方開挖與礦物質(zhì)的堆放等長時間處在暴露環(huán)境下，極易遭到風(fēng)與雨的影響，這類含有礦物質(zhì)的水體滲進(jìn)地下，對原本的地下水體及地面土壤造成影響。這類受污的土壤及水源既威脅著水中與陸地的動植物，而且還影響到農(nóng)業(yè)澆灌，引起了諸多水生態(tài)惡化情況。

1.3 生態(tài)環(huán)境性能降低

露天開采環(huán)節(jié)，開挖出來的疏松物質(zhì)例如廢石與廢渣等，會令礦區(qū)產(chǎn)生巨大的水土流失現(xiàn)象。在煤礦的燃燒、開挖、運(yùn)輸?shù)冗^程均會出現(xiàn)諸多粉塵等有害物質(zhì)，極大影響空氣。另外，生產(chǎn)機(jī)械設(shè)施在運(yùn)行時會出現(xiàn)很大的噪音污染，露天開采時令原本的蓄水保土、涵養(yǎng)水體與維護(hù)生物多元化等生態(tài)功能逐漸消失，導(dǎo)致整個生態(tài)體系質(zhì)量降低。

2 露天開采的環(huán)保技術(shù)

2.1 露天開采的基本目標(biāo)

露天環(huán)保開采包括如下幾點目標(biāo)：（1）實現(xiàn)以最低的環(huán)境代價得到最多的資源開發(fā);（2）實現(xiàn)由開采根源管理露天礦區(qū)對生態(tài)的影響及污染;把“先開采后生態(tài)治理形式”改變成“從開采根源管理露天開采對生態(tài)破壞的新形式”;（3）實現(xiàn)由露天礦規(guī)劃到開采，直到閉坑整個過程的生態(tài)污染管理。以露天礦體“綠色度”指標(biāo)和“綠色因子”指標(biāo)性能達(dá)到環(huán)保要求;（4）實現(xiàn)露天采礦和礦區(qū)的固體條件、水體條件、空氣條件和生態(tài)條件相統(tǒng)一發(fā)展;（5）促進(jìn)露天礦長遠(yuǎn)發(fā)展。

針對一個具備露天礦進(jìn)行綠色開采的各種目標(biāo)，應(yīng)當(dāng)設(shè)置諸多定量化指標(biāo)，以實現(xiàn)礦區(qū)自然環(huán)保的最終目標(biāo)。

2.2 綠色開采科技

2.2.1 內(nèi)排土場陡幫排土方法

內(nèi)排土場陡幫排土方法主要包含：（1）根據(jù)物料穩(wěn)固性科學(xué)設(shè)置排土材料的堆積順序，實施按物料穩(wěn)固性從強(qiáng)至弱、從上到下分層堆放。（2）不同物料根據(jù)各種幫坡角來排土，穩(wěn)固性很強(qiáng)的物料采取偏陡的幫坡角[1]。（3）排土場每個臺階采取有2個端幫對向跟蹤排土處理，以完成陡幫排土。（4）合理加大排土臺階高程，內(nèi)排土臺階高程由原來的2個剝離臺階加大到3個臺階高程或某個整層巖體的高程。圖1是內(nèi)排土場與采場作業(yè)幫陡開采結(jié)構(gòu)圖。

2.2.2 采場和外排土場帷幕及降塵方法

露天開采在挖掘出有用礦物的基礎(chǔ)上，也會形成諸多的煙塵，影響礦區(qū)以及周圍的空氣環(huán)境。礦區(qū)控塵方法主要包括：（1）穿孔機(jī)安裝消塵器，采取逐孔起爆方法，降低一次起爆藥劑;（2）挖掘機(jī)上安裝噴水消塵設(shè)備，或選擇含消塵設(shè)備的開挖機(jī);（3）盡可能采取很長的膠帶機(jī)，以削減轉(zhuǎn)載點數(shù)，于轉(zhuǎn)載點位置安裝噴水消塵器以及防塵罩;（4）車輛運(yùn)輸過程安裝充足的道路噴水車與清掃車，安裝充足的道路平整和保養(yǎng)機(jī)器，保證道路平整沒有浮土;（5）選擇新能源汽車，降低汽車尾氣排出，在運(yùn)送干線上安裝直流架線，車輛利用電能;在作業(yè)面上，車輛采用柴油動力;（6）露天開采自燃防治工藝，降低坑中礦石開采量以及回采量，減少煤炭暴露周期，安裝專業(yè)的滅火器;（7）露天開采周邊、外排土場周邊、儲煤場周邊安裝防塵帷幕。經(jīng)現(xiàn)場監(jiān)控、創(chuàng)建飛塵擴(kuò)散規(guī)律仿真模型，探究飛塵的形成機(jī)理以及分散規(guī)律，設(shè)置科學(xué)的帷幕高程。

2.2.3 綠色開采方法

露天采礦不同的方法設(shè)施對生態(tài)系統(tǒng)的影響是有差別的，如膠帶運(yùn)送爬坡性能很強(qiáng)，令設(shè)有運(yùn)送設(shè)施的邊幫邊坡角很陡，進(jìn)而降低了對土地的影響，膠帶運(yùn)送機(jī)應(yīng)用電能，防止了采取汽車運(yùn)送的尾氣排出。但膠帶運(yùn)送機(jī)運(yùn)送增多了破碎環(huán)節(jié)與轉(zhuǎn)載環(huán)節(jié)，令塵源增加;汽車運(yùn)送轉(zhuǎn)載過程少，但車輛數(shù)量多，形成尾氣、道路揚(yáng)塵非常嚴(yán)重，令經(jīng)濟(jì)運(yùn)距很短，進(jìn)而制約著外排土場部位的篩選;鐵路運(yùn)送產(chǎn)塵量低，經(jīng)濟(jì)運(yùn)距很大，能符合外排土場選取偏遠(yuǎn)的地點要求。但因為其爬坡性能差，令設(shè)定運(yùn)送路徑的邊坡很緩，擴(kuò)大了占地范圍[2]。露天開采采用如下綠色開發(fā)方法：（1）采裝機(jī)器：裝配置單獨(dú)的噴水消塵設(shè)施;（2）運(yùn)送機(jī)器：利用雙能源車輛，盡可能采取長膠帶機(jī)，且在轉(zhuǎn)載點位置安裝揚(yáng)塵防護(hù)罩與消塵設(shè)備，鐵道運(yùn)送時在自翻車中填滿貨物的頂端噴灑適量的水;（3）排土機(jī)械：排土機(jī)械上安裝噴水消塵設(shè)備，或安裝專業(yè)的噴水消塵機(jī)器;（4）選煤廠：安裝專業(yè)的消塵機(jī)械。

2.3 閉坑處理方法

不管采取哪種開采方法、哪種開采流程以及開采方式，露天礦區(qū)閉坑之后勢必會留下很大的礦坑，露天開采停產(chǎn)之后，不再保護(hù)邊坡以及地下水，伴隨時間推移，就會出現(xiàn)巨大的地質(zhì)條件災(zāi)害，像滑坡、地面沉降、地下水污染等等。出現(xiàn)地質(zhì)環(huán)境問題后對其治理非常難，而且治理成本較高。廢舊露天礦坑處理良好的方法為礦坑填充。填充露天礦坑首先需要諸多的回填材料;其次，回填材料要安全有序地輸送至礦坑內(nèi)?；靥钜筇幚?，所以，提出采用臨近的正在制造的露天礦區(qū)外排剝離材料用作回填材料的方式。因為礦區(qū)邊幫坡度很大，常見的露天礦運(yùn)送設(shè)施，像礦用車輛、鐵路等受運(yùn)送路線坡度制約，難以把物料送至坑中，且朝坑底運(yùn)輸物料的機(jī)械設(shè)施有安全隱患，極易導(dǎo)致在長大下坡道中出現(xiàn)溜車，所以，采取一般的運(yùn)輸途徑從技術(shù)方面以及安全方面來考慮是不可行的[3]。由此，通過探究提出采用溜槽溜井方法朝露天礦坑內(nèi)運(yùn)輸回填物料，借助物料的重力能節(jié)省能源，減少運(yùn)輸費(fèi)用，處理物料運(yùn)輸難題。

3 生態(tài)環(huán)保策略

3.1 建立健全的生態(tài)環(huán)保計劃體制

在生態(tài)自然條件下，露天開采工作對其產(chǎn)生較大的影響，為確保各種天然資源不受到污染及破壞，制定一套完善的生態(tài)環(huán)保、修復(fù)以及補(bǔ)償系統(tǒng)是非常關(guān)鍵的。經(jīng)持續(xù)完善生態(tài)環(huán)保計劃體制，可以實現(xiàn)資源的長遠(yuǎn)發(fā)展，通過建立科學(xué)可行的環(huán)保措施，更好的將防范治理相統(tǒng)一，進(jìn)而將生態(tài)環(huán)境污染降至最低。

3.2 礦區(qū)規(guī)范修建

不斷減少露天開采對自然環(huán)境污染的有效途徑即注重礦區(qū)的規(guī)范修建。在修建露天礦區(qū)時，完善設(shè)計方案，綜合考量多種因素，提升單位范圍的產(chǎn)能，降低開采用地，盡量提高單位產(chǎn)量。而且減小排土占地，實行開采內(nèi)排土，合理提升內(nèi)外排土場高程。在修建開采區(qū)時，應(yīng)考慮生態(tài)建設(shè)，確保礦石開挖的每個流程均滿足生態(tài)化要求，在保障產(chǎn)能的基礎(chǔ)上，也重視土地的復(fù)用修建。

3.3 工程策略

針對開采剩余的廢石及礦渣要統(tǒng)一在礦區(qū)內(nèi)處置，進(jìn)而改善井底地面植物被壓占的情況。在修建廢石場時，在下部先以大塊廢石做墊層，方便水分的滲入，避免整個廢石場產(chǎn)生冒水情況[4]。采用從下到上的分層形式堆積，并定時加以平整。在廢石場頂部建立截洪溝，令廢石場不會遭到洪水的沖擊，礦區(qū)中的道路應(yīng)安裝護(hù)坡與道路保護(hù)手段，且在次年春季播種當(dāng)季適宜的植物。

3.4 生物策略

爆破與開采之中的安全界限應(yīng)修建綠化分離帶，分離帶的寬度維持在100m左右，栽種的植物為適宜的物種;開展礦區(qū)公路綠化，保證最后坡面的可靠性，并栽種合適的植物，當(dāng)開采完成后應(yīng)立即復(fù)墾，這是目前露天采礦地面修復(fù)的重要途徑，當(dāng)前所用的復(fù)墾方法包括生態(tài)農(nóng)業(yè)與生物復(fù)墾兩類形式。

3.5 水環(huán)境的保護(hù)

露天礦區(qū)中排土場為保障水環(huán)境，一般會修建于難以滲漏的基底上，而且具備很好的廢水集中性能;將開采區(qū)與排土場中的清水及廢水進(jìn)行科學(xué)分離[5]。規(guī)范化設(shè)計與應(yīng)用地下水，防止產(chǎn)生地下水超采與失衡現(xiàn)象;此外，做好礦區(qū)中有害礦物及廢棄物的處置，防止污染土壤與地下水。

4 結(jié)語

綜上所述，人類由于破壞生態(tài)而受到大自然報復(fù)的案例很多，由此能夠證明，每一個案例均是大自然帶給人們的一次重要警鐘。注重生態(tài)環(huán)保，加強(qiáng)修復(fù)被污染的生態(tài)體系，能夠避免地質(zhì)災(zāi)害的出現(xiàn)。因此，重視露天礦區(qū)的規(guī)范化修建，積極維護(hù)生態(tài)體系，保證土地復(fù)墾項目的落實作用較大。

參考文獻(xiàn)

[1] 袁財.淺析露天開采與環(huán)境保護(hù)[J].綠色環(huán)保建材，2018（09）：27-28+31.

[2] 周幸.有色金屬露天開采礦山環(huán)境保護(hù)與治理研究[J].產(chǎn)業(yè)與科技論壇，2018，17（06）：210-211.