綠色開采技術在采礦工程中的應用研究

馮江兵

(山西忻州神達南岔煤業有限公司，山西 忻州 036700)

引 言

隨著人們對環境保護意識的不斷提高，逐漸認識到保護環境的必要性，傳統的采礦活動帶來的環境污染已經成為當今時代熱議的話題。在我國傳統的采礦過程中，土地問題、生態問題以及環境問題等問題頻繁出現，不僅對土地以及水資源造成了巨大的破壞，更是引起大氣污染的重要原因，這些環境污染問題都揭示了綠色開采技術在采礦工程中應用的必要性和重要性。針對生態脆弱的礦區,采用綠色開采技術,可以有效處理礦山開采中產生的廢棄物,提高資源利用率。本文將基于對采礦工程行業的研究分析，通過過去采礦工程的環境問題，發掘綠色開采技術在采礦工程行業應用的優勢，最后落實如何將綠色采礦技術有效地在采礦工程中應用中。

1 傳統開采技術對環境的污染

傳統開采技術對環境有巨大的破壞作用，主要體現在破壞水資源、土地資源、污染大氣等幾個方面。

1.1 破壞水資源

礦產開采工程水資源的破壞，主要是破壞了采礦附近地區的地下水資源平衡。如今水資源日益減少，我們更要重視礦山開采對地下水資源的影響，找到存在的問題及相應的解決辦法。由于開采時產生地表裂縫影響地下巖體結構，會使地表水轉變為地下水，造成地表儲水減少，而開采時也會不斷向外排水、疏干，這就會造成當地水資源不斷流失。礦山開采時由于礦坑需要排水，其地表開采產生的變化會加劇水資源流失，降低了水資源的利用率和存儲量，對農業生產和附近居民生活造成嚴重影響。

1.2 破壞土地資源

大多數礦產資源開采會造成地表裂縫、臺階下沉、塌陷坑及滑坡破壞等。這種破壞對地表生態植被影響嚴重，導致水土流失和土地荒漠化，加劇生態環境惡化。礦產開采過程中會出現大量堆積，矸石山淋溶水呈現強酸性或強堿性，污染周圍土壤，地面和地表水體。土壤污染具有潛伏性和不可逆性，需要特別重視。

1.3 污染大氣

目前大氣污染在中國仍處于較為嚴峻的形式。礦產資源的開采造成大氣污染是很常見的例子。以開采煤礦為例，礦井釋放的瓦斯會造成溫室效應，瓦斯中的甲烷造成的溫室效應效果是二氧化碳的20多倍，而在開采稀土的過程當中，如果依然采取傳統的原地浸礦技術，將會對大氣造成氨氮污染。改革采礦工程的開采技術是污染治理必須要開展的關鍵工作[1]。

2 綠色開采技術在采礦工程中應用的重要性

傳統開采方式會給礦區周邊環境環境帶來嚴重的破壞，所以在采礦工程中應用綠色開采技術是治理污染的必經之路。

2.1 資源化的再利用，促進經濟的增長

礦產開采對土地資源造成的嚴重威脅，這就要求我們在開采過程中應該保證盡量減少廢石、矸石等廢棄物的出現。相關人員應秉持資源利用最大化的原則，更好的了解礦產廢渣情況，對其可用資源有效提煉，對反復提煉后的廢渣實施無害化處理。煤礦有害氣體瓦斯其主要成分是甲烷，是如今國家大力發展的清潔能源之一，開采過程中產生的矸石，可以制作成建筑材料，實現對矸石回收與利用。行業人員可以通過新技術和手段將廢棄物合理利用，實現保護環境的目的[2]。

2.2 有效減少對環境的污染和破壞

對于淺埋煤層開采造成的環境污染和破壞問題。可以采用科學充填、保水開采等技術，將經過處理后的廢礦石填充在沉陷區，實現對廢棄物的重新利用，這可以減少地表損害，降低地表塌陷發生的風險；廢礦石也可作為建筑材料的原料，降低次級災害發生的可能。在減少資源浪費的同時，避免廢棄物對周邊環境造成污染，起到保護環境的作用。通過綠色采礦技術可以最大程度地保護礦山周邊環境，減少對周圍自然環境的破壞，進而減少因環境破壞而進行環境修復的費用，對采礦行業的可持續發展具有十分重要的意義。在露天煤礦開采過程，采用篩分履帶式移動破碎裝置，如圖1所示和反擊履帶式移動破碎裝置。如圖2所示，可以有效降低生產成本，減少粉塵污染和尾氣污染，實現了生產效益和環境保護的雙贏[3-4]。

3 綠色開采技術

目前在采礦工程中應用的綠色開采技術主要有：礦山共采技術、保水開采技術、廢棄物綠色利用技術、采礦填充技術、綠色污水處理技術等。

3.1 礦山共采技術

豐富的礦產資源帶來巨大的經濟效益，但是在實際的開采過程，受制于技術水平，常常發生資源浪費的現象。例如在進行煤礦開采時，對伴隨煤碳形成的瓦斯氣體沒有相應的措施妥善收集保存，造成其中主要成分清潔能源甲烷的浪費。對瓦斯氣體的收集不僅可以降低礦區的安全隱患，防止大氣污染，還可以對資源充分利用，這是一項十分有價值的工作。所以可以對在煤礦開采過程中運用礦山共采技術，實現瓦斯與煤炭的協調共采，減少浪費，保護環境，提高相關產業的經濟效益。

3.2 保水開采技術

保水開采技術作為保護水資源的重要綠色開采技術，同時具有高效能、先進的技術，在采礦工程中得到有效的應用。在采礦過程中，不可避免地會造成地下水污染或地表污染的情況，通過保水開采技術可以優化處理水資源，對地下水進行保護，使水資源不受污染，保證采礦區周邊水文地質條件的穩定，尤其是對西部生態脆弱礦區有著重要的實踐意義。

圖1 篩分履帶式移動破碎裝置

圖2 反擊履帶式移動破碎裝置

3.3 廢棄物綠色利用技術

礦山開采除了會形成各種污染廢棄物，也會產生大量的固體廢棄物，例如廢石、礦渣等。這些固體廢棄物會進一步造成土地資源污染，對生態環境造成進一步地破壞。廢棄物綠色利用技術的主要目的是重新利用廢棄物，通過科學方法將廢棄物進行處理，回收可利用的廢棄物。技術核心在于二次回收和二次提煉，通過這項技術，可以回收有價值的金屬資源，可以將固體廢棄物回收利用，加工成肥料或者成為建筑材料的原料，實現資源的重新整合、高效利用，減低資源的浪費和對環境的污染。

3.4 填充開采技術

在采礦作業結束后，相關的工作人員應該對該采礦區域進行及時合理的填充，因為如果不進行及時的填充工作，很容易造成該片區發生地表塌陷現象，甚至是山體滑坡等自然災害，埋下重大的環境隱患。采礦填充技術，可以選取適當的像巖石材料、處理后的矸石材料等的填充物，保證整個填充過程高效率、低成本、高質量的進行。此外，也可以使用混合填充物實現穩定支撐作用，防止地表塌陷，預防生態問題、自然災害和突發事件。填充開采技術的優缺點匯總，如表1所示。

表1 填充開采技術的優缺點匯總

3.5 綠色污水處理技術

綠色污水處理技術在采礦工程中的應用主要體現在對井下污水的處理。可以先將污水集中起來存儲在中央水倉中，再用專業科學的處理方法對其進行污水處理，比如壓濾裝置。綠色污水處理技術的關鍵技術要點在有關處理和凈化污水方面，凈化技術的目的在于去除污水中的有害物質。經過綠色污水處理技術處理后的水資源檢測合格后，可以應用于農業灌溉、園林澆水、衛生清潔等領域，實現對水資源管理和重新利用[5]。

4 未來發展

面對環保意識日益增強的今天，傳統的采礦工程建設造成的各種污染問題以及環境問題等引發了社會的廣泛關注。為了保證采礦行業長久穩定、可持續性發展。第一，在采礦工程中積極引用綠色開采技術，減少對環境、生態的破壞。政府和相關部門應該提高對綠色開采技術的重視程度，增大各項技術創新的支持力度，為新式技術的研發和推廣工作提供有效的資金支持，建立規劃合理化的監督制度，更好的保證企業生產的安全性和技術使用。第二，因地制宜地制定開采方案。不同地區的礦區具有顯著不同的差異，為了更好地發揮綠色開采技術在開采過程的應用價值，各個采礦地區應該從自身礦區的現狀以及特點出發，制定針對性的開采方案，例如對于西部地區干旱地區，開采過程尤其需要注重對水資源的保護問題，而我國東部地區則以保護地面為核心[6]。第三，加快企業集中整合。因為通常小型企業開采規劃性差、設備落后。但相對而言，大型企業往往具有較為完備的開采設備、更多先進的技術手段，可以對開采過程產生的各類污染物進行科學回收、重新利用，有效控制礦區開采帶來的環境污染。對采礦工作而言，及時引進新技術增加采礦工作的技術含量，才能有效提升采礦工作質量，改善煤礦企業的經濟效益。采礦工程項目需要建立完善的經濟評價體系，保證開采工作與當地地區的經濟發展相融合，為提高地區整體經濟效益打下良好的基礎。

5 結語

總的來說，在金山銀山就是綠水青山發展理念的大力推動下，傳統開采工程的變革勢在必行，必須改變原有的生產模式，嚴格遵循綠色開采為中心的協調創新原則。利用綠色開采技術和科學的管理方案，盡量減少資源的浪費，促進礦區開采活動和環境保護工作的共同發展，為開采工程行業的可持續發展打下堅實的基礎。