基于采礦工程中的綠色開采技術應用探究

曹新亮

摘要：為解決礦產開采環境破壞和污染問題，本文以某礦區為例，對其開采前、開采中和開采后采用的綠色開采技術實際應用進行分析，以期為相關人員提供參考。

關鍵詞：采礦;綠色開采;生態環境保護

礦產開采和生態環境保護之間有著十分突出的矛盾，為減少礦產開采對環境造成的影響與破壞，需要在開采中引入一系列綠色開采技術?，F以某礦區為例，對其整個生產階段采用的綠色開采技術做如下分析。

1采前技術

該礦區水土流失和土地沙漠化現象十分嚴重，基于這種環境，如果沒有在開采之前建立一個穩定且良好的生態系統，將無法減輕環境污染，而且也難以抵抗開采可能給環境造成的不利影響。為從根本上避免以往開采方式造成的生態退化與環境污染等問題，企業要在認清自身生產特點的基礎上，對礦區范圍內的自然生態條件進行充分的考慮，由此創建一個主動式的防治工作模式[1]。

首先要確立目標，即在保證礦區正常開發建設的基礎上，減小開采可能給生態系統造成的影響，采用不同措施增強生態環境自身抵抗開采影響的能力，避免生態環境由于開采嚴重退化，使生態系統依然有相對健全功能，同時可以做到穩定增強。根據相關理論，并結合礦區實際情況與特點，在開采開始前，采用一系列技術措施進行生態功能圈的構建。按照生態學原理，與礦區范圍內自然條件和礦區自身開發建設特點為依據，劃分不同的區域，如外圍防護區、周邊綠化區與中心美化區等。其中，外圍防護區主要采用植物作為措施，輔以必要的機械措施，比如將現有的生態林之前的喬木為主和喬灌結合改造成草本為主和草灌結合;周邊綠化區將水土保持、混交造林和綜合治理等作為核心，在中心區的周邊創造一個常綠林，以發揮預期的水土保持功能;中心美化區則是將生態系統優化、人工調控導向及抗逆樹種選擇與撫育管理等作為核心，將包含水土保持、植被建設、園林建造、景觀建造和市政建設等在內諸多技術集為一體，并與之前介紹的兩個區域相配合，形成三位一體的綜合生態保護區。

2采中技術

2.1無巖巷布置和矸石利用

采用傳統開采方式時，會產生很多煤矸石，除了占用大量土地，對水源造成污染，而且還容易發生自燃。對此，可通過無巖巷布置來減少矸石產生，具體實現方法包括：①分層開拓;②取消盤區劃分;③全煤巷布置;④使立交巷道實現平交化。在此基礎上，通過廢巷充填和貯矸硐室充填，使矸石不再升井。另外，對矸石進行資源化利用，如可利用矸石進行發電等，新建矸石熱電廠，或對矸石進行分層堆放與覆土等，減少矸石造成的環境破壞及污染[2]。

2.2水利用

針對該礦區水資源相對匱乏的實際情況，將污水地面處理和二次循環利用作為中心，嚴格遵循對單循環環節進行加長和盡可能多次利用等基本原則，先在地面污水處理單元對生產和生活污水進行處理，然后處理后的水再回用于生產生活或植被灌溉，以此形成一個覆蓋多個層次的綜合水資源循環系統，在減少水資源消耗及浪費的同時，有效防止污染。

生產實踐過程中，可針對礦井水引入采空區過濾及凈化二次回用技術，以此在減少外排的同時，使礦井水實現資源化。其中，采空區過濾是指在采用有效安全防護措施的基礎上，將生產時產生的污水均注入到采空區內，使采空區變成一個可實現蓄水與凈化處理的水庫，完成凈化后，再采用輔助設施將其采空區中引出，回用到生產生活當中，以此從根本上改變以往復雜繁瑣的方式，減少污水處理方面的成本，并能使排水系統得以很大的簡化[3]。

2.3粉塵治理

該礦區有很高的開采強度，開采時會用到很多機械設備，所以開采過程中粉塵濃度經常超標。對此，在創新現有防塵技術的基礎上，引入其它新技術，并在源頭上和全過程中提高防塵管理力度。比如，為采掘設備加裝噴霧裝置，在采掘面的下風側設置防塵裝置，在綜采面所用噴霧水箱內加入粉塵顆粒捕捉劑，引入觸點式降塵器并安裝相應的自動監控系統。通過對以上各項技術的應用，能將綜采面下風側空氣中粉塵濃度降低到10.7mg/m3，井下降塵效果得以大幅改善。除井下防塵外，還應注重地面防塵，比如采用封塵劑與加強裝車封閉等措施，減少整個運輸過程的粉塵產生[4]。

2.4熱能利用

該礦區冬季氣溫很低，為不影響生產，冬季需采用供熱設備對進風井處空氣進行加熱。之前采用的供熱方式為直接使用鍋爐供熱，這樣不僅需要消耗很多燃煤，而且還會產生大量溫室氣體。對此，為減少能源消耗與排放，使資源得以最大程度的循環利用，基于該礦井的回風相對穩定且風量較大等實際特點，決定引入回風低溫熱能回收技術，也就是借助回風源熱泵對礦井中的低溫熱能進行回收，以此為加熱過程提供熱源，這樣能在解決供暖問題的同時，減少燃煤消耗與溫室氣體排放，進而提升礦區生產的節能和環保水平。以該礦井的某風井為例，在引入以上技術后，一年可減少3600t的燃煤和68.2萬kW·h的電量，折合費用近160萬元，此為還能減少約9000t的溫室氣體排放，表現出極為顯著的節能減排效果。

3采后技術

根據沉陷區形成后其生態環境發生的變化可知，沉陷并不會對植被和土壤中的水分及養分造成太大影響，生態環境沒有因為沉陷區而遭到嚴重的破壞。基于此，根據水分承載力和植被之間的關系，對沉陷區范圍內的植被進行針對性的修復，以此徹底解決沉陷區形成后長時間貧瘠的問題[5]。

其中，植被修復可采用以下兩種方法：其一，封育修復，適用于原植被相對良好的情況，充分利用生態系統具有的自我調節及修復能力，達到自然恢復的目的。如前所述，沉陷并不會給植被造成太大的影響，由于植物根系有很強的修復力，所以通過封育就可以達到良好的修復效果;其二，人工輔助修復，適用于原植被條件相對較差的情況，具體可通過補設沙障與補噴草籽來使沙面保持穩定，間接提高植被的覆蓋率。

在生態功能優化方面，應遵循因地制宜的原則通過鄉土植物種植來提高區域的植被覆蓋率，并保證生物多樣性，在條件允許時還應發展生態產業，以此在恢復與改善生態功能的基礎上，充分發揮生態經濟[6]。

對露天采區進行土地復墾也是一項重要內容，通過邊剝離邊回填，在分層開采完成后，根據原土層的順序進行分層回填。由于露天開采對原有的土壤結構造成了很大破壞，使土壤理化性質與養分均大幅下降，所以必須重視土壤改良，具體可采用黏土進行改良，尤其是復墾區中結構比較松散的土壤，可通過加墊黏土來改良，通過對黏土和原土壤的充分混合，提高土壤黏度，并形成團粒狀的結構，最終起到保水保肥作用。

4結語

綜上所述，綠色開采實際上是一個貫穿整個采礦過程的課題，即在開采前、開采中與開采后都要嚴格貫徹綠色生態的思想，然后根據生產實際，引入合理可行的技術措施，只有這樣才能真正達到預期的綠色生態目標。

參考文獻：

[1]丁曉圓.淺談采礦工程中綠色開采技術的相關應用[J].礦業裝備，2020（05）：116-117.

[2]王貴福.綠色開采技術在采礦工程中的應用研究[J].世界有色金屬，2020（10）：35-36.

[3]彭巨廷.基于采礦工程中的綠色開采技術應用探究[J].當代化工研究，2020（10）：107-108.

[4]高翔宇.綠色開采技術在采礦工程中的應用研究[J].建材與裝飾，2020（10）：215-216.

[5]路振畢，張東，楊和平.淺談采礦工程中綠色開采技術的相關應用[J].冶金與材料，2018，38（05）：127+129.

[6]李治學.淺談采礦工程中綠色開采技術的相關應用[J].中國科技信息，2013（20）：32-33.