綠色開采技術在采礦工程中的應用研究

最近幾年，采礦業在為社會創造了較高經濟收益的同時，也帶來非常大的環境管理壓力。水土流失、地表沉降、生物種類的降低等問題都和礦產資源的開發存在莫大聯系。而伴隨人們生活質量水平的提升，維護人類與自然生態環境之間的和諧發展關系已經成為必然趨勢。怎樣在高效利用礦產資源帶來的經濟效益之時也不會對環境帶來破壞，是當前礦產行業重點探索的問題。

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1 當前采礦工程對環境的污染

1.1 水污染

國內大部分礦產資源均位于地表之下較深的位置，當實施礦產資源的開發時，要求對地表實行鉆井施工，通過開孔一直到達所需開采的礦層處。然而在實行開采作業時，會給地下含水層帶來嚴重的破壞，使得地下含水層出現補給、排泄、承壓等多種問題，甚至有可能對此產生截流情況，使得礦山區域的地下水位下降，部分受到污染的地下水會伴隨礦產資源的開采而排放至地層表面，進而引起環境的嚴重污染

。

1.2 大氣污染

在采礦施工作業中往往會存在較多的有害氣體，例如SO

、CO

與瓦斯等，在此之中，CO

與瓦斯排放到大氣層中，會使得地球溫室效應進一步惡化，而SO

氣體進入到大氣環境中會和雨水發生融合從而造成酸雨現象，從而引起土壤酸堿度失去平衡，這對于地面栽植的植物、農作物以及各類生物的健康而言都是極為不利的。根據相關研究數據計算分析顯示，國內在開展采礦工程之中，每年由于礦山開采而造成的易燃氣體排放量已經超過了一百五十億立方米，而且相較于CO

，易燃氣體對于地球溫室效應的影響程度大約在CO

的四至五倍左右。從這一方面來看，礦產的開采所形成的大氣污染以及危害性極為嚴重。

1.3 土地資源污染

在實行礦產的開采作業時，會給土地資源帶來十分嚴重的破壞，比如地面塌陷、水土流失、土地荒漠化等等。根據國家國土資源管理局的一系列調查得知，國內當前由于采礦工作而引起的地表塌陷問題已然大于四十萬公頃，并且此數值尚且在以每一年0.05%的增速提高。至于地表、植被受到破壞的現象便更為多見了，再加之國內礦產資源大部分分布在半干旱與干旱地帶，使得這些采礦區域的土地沙漠化現象愈來愈嚴重。另外，在實行礦山開采作業時，通常會存在矸石，若是未能及時加以處理，便會使其不斷積累，數量日益增長。根據相關調查研究報告顯示，國內矸石存放占取的土地面積已然在一萬公頃以上，由此可以了解到，矸石閑置問題已然較為嚴重了，必須要盡快采取措施進行處理。

在具體采礦過程中，礦產公司還要求綜合采礦工程的具體狀況，嚴格設定礦產開采中的控水與補水標準，同時規定井下用水都采取補水的方式，保證各類井下用水措施都可以滿足行業與國家規范標準，從而有效把控好礦產開采作業之中地下水位不會因此而受到影響。另外，在具體采礦工作中，礦山公司還應當遵從“節約用水”的理念，實行“一水多用”，提高采礦工程生產用水的回收利用率，減少對水資源的耗用。同時，還要在礦山開采中應用吸水閉路循環法，基于該種措施既能夠減少生產廢水給自然界水體帶來的污染問題，還可以達成對水資源的重復利用。不過，若是想要持續提高水資源保護水平，還要求在井下增設廢水集中儲備裝置，地面則要裝設廢水處理系統。待到地下廢水儲存至一定量之后，利用地面廢水處理系統來實行對廢水的處理，把廢水轉變成能夠利用的水，進而達成綠色可持續發展的目標

。

2 綠色開采技術在采礦工程中應用的必要意義

2.1 綠色開采減小對生活環境的傷害

在采礦工程開展過程中運用綠色開采技術，應當不斷探究、改進和經濟發展相匹配、環境保護理念相符合的技術方案，并將其在實際開采之中貫徹落實，盡量降低排放至空氣、水體與地面之中的污染物質總量，對于開采作業中形成的廢棄物要做到重復利用，需要在采礦工程的全生命周期內預先制定好生態環境修復方案，積極著手進行山林的復墾工作，對于最終礦場實行改造利用，切實做到綠色化采礦。

實行深部開采過程中，若是采取傳統的分級尾砂膠結填充方法，則很難做到對料漿的長距離高倍線自流輸送，會對充填體質量帶來較大影響。對此，可以在礦山建設之中涵蓋了濃密機的全尾膠結砂填充系統。當全尾砂漿在濃密機內加入絮凝劑之后，便會轉換成為高濃度底流砂漿，綜合濃密機上端疊層傾斜板組，以此達成溢流澄清作用。濃密機內的全尾砂漿在儲存一定時間之后，就會基于倉體頂側階梯閥將上側清水排除，以此提升放砂濃度。啟動倉底均質活化造漿設備，而且要在放砂期間間斷性地對高濃度全尾砂漿實行全倉擾動，在減少風耗的基礎上保證高濃度、穩定的放砂。

2.2 綠色開采創造更好的經濟環境

在礦山開采過程中，使用保水開采技術既能夠顯著優化礦山周圍的自然環境，同時還能夠提升采礦工作的安全性，達到安全生產作業的目標。該項技術能夠有效減少礦產開采期間所造成的地下水污染問題，同時還不會引起地下水水位降低。在具體運用時，礦產公司要求使用先進的采礦工藝技術，而且在采礦期間綜合地面與井下填充系統，來對采礦區域實行對應的填充支護，確保礦區周邊地下水不會因為采空區的沉陷而受到影響，并且還能夠提升水資源利用效率，防止開采期間發生由于裂縫或是大面積下沉等狀況所引起的水資源流失等問題。

3 采礦工程中綠色開采技術的應用

3.1 充填開采技術

充填開采是一種比較常用的綠色開采技術，其主要涵蓋了水泥接縫填充和置換兩種方式。運用充填開采技術進行采礦具有較為顯著的優勢，既可以減小地表沉陷問題的發生幾率，還可以變更礦柱原來的受力狀態，為開采工作提供持續向上開采的施工平臺。基于此項技術，能夠做到對工業固體廢棄物、廢棄礦石的回收利用，讓采礦工程形成的廢棄物總量大幅減少，同時也讓土壤沉陷問題的發生幾率顯著降低，既有利于采礦公司獲得更高的經濟效益，還可以更好的維護礦區內的環境穩定性。正因為充填開采技術所具備的多項優點，在較多采礦工程之中都獲得了運用。在采礦工程開采范圍內，開采技術的運用直接決定著該片范圍內環境保護的實際效果。傳統采礦技術較為落后，容易使得環境受到嚴重污染，同時還需要付出非常高成本。而運用充填開采技術，按照填充材料和運輸措施的不同，又可以分為干式、水力和膠結充填法。在此之中，干式充填法運用歷史最長，但是相應的技術也最為落后，開采效率比較低，而且工作強度非常高，會耗費比較高的成本。為了確保充填開采技術取得理想的效果，有關工作人員在采礦過程中應當嚴格遵循下述技術要點：合理按照礦區內的實際狀況，對礦體加以分區，保證盤區劃分的科學合理性，而且對于每一盤區還要實行礦段的合理劃分；強化采礦范圍內的環境再造力度，為技術運用提供合適的環境條件；在人工頂柱內預留小井，以此作為后續填充和通風井；在回采環節采取落礦方式

。

3.2 全尾砂膠結充填技術

政府采購管理專業的學生，需要掌握基礎的理論知識，這是今后能做好工作的基礎和前提，如對財政、稅收、資產管理等經濟、政策和法律相關的知識都能有全面的把握，在實際工作中遇到問題時能熟練地運用這些理論知識來解決工作中的問題，確保工作的效率和質量。

3.3 鑿巖爆破技術

對礦產資源開采中產生的矸石實行處理與回收利用，既可以防止矸石排除對地面環境造成的污染，同時還可以促使礦產資源的開發利用效率得到提高，取得更為良好的經濟效益與價值。目前國內礦產行業之中，對于矸石的處理與運用主要有下述兩種方法：①把矸石作為建筑原材料，進而減少建筑項目建設中對于自然資源的耗用，還可以大幅減少施工成本；②也可以基于對相關技術的利用，對矸石中存在利用價值的金屬元素提取出來，從而推動經濟效益與利用率的提高，獲得對應的礦產開采綠色發展效果。

減沉開采，通常而言主要涵蓋了填充與條帶開采技術，前者即是把地面沉陷問題加以處理，在實際開采期間同時是將金屬或是非金屬礦等多種材料排入至采空區內，從而來加以填充，如此可以盡可能的減少地面沉降、采空區塌陷問題的出現的幾率，不過，若是運用河砂或其它物質來實行填充，則成本則會相對比較高，所以無法大規模加以應用，而且還存在部分物質用于采空區回填可以發揮出比較高的價值，但是若是采空區面積非常大，則會讓此類物質的使用量變得較高，從而直接使得采礦成本顯著提升。所以，當前國內大多數是采用膏體來加以填充，此種膏體便是把部分固體廢棄物按照合適的比例，將其壓縮成為膏狀的漿體，然后運用泵壓的方法將膏體放于采空區內，進而有效緩解沉降問題的發生。

3.4 保水開采技術

伴隨社會的持續發展，人們開始意識到可持續發展的重要意義，而要想做到可持續發展，就必須要保護好自然環境，傳統的以犧牲環境為代價來換取經濟效益的提升的方式應當逐漸淘汰。為此，在采礦工程中運用綠色開采技術，更好的保護自然環境，避免對自然生態環境造成污染，不僅可能讓采礦行業獲得有效的發展與創新，更是能夠改變采礦行業之中從業人員的落后觀念，強化礦產行業生態文明建設工作，構建更為健康、科學的經濟環境

。

對生態脆弱度及生態敏感度評價結果進行加權矩陣分析，疊加得出研究區域鄉村生態系統固有屬性的綜合表征。之后與生態干擾度評價結果進行疊加[20]，得出研究區域生態風險綜合評價結果及其空間分布，分為5個風險等級區域，包括低風險區（10.89%）、較低風險區（13.87%）、中風險區（24.21%）、較高風險區（25.11%）、高風險區（25.92），為景觀生態安全格局構建與生態空間分類發展引導提供依據（圖6）。

3.5 矸石處理技術及應用分析

此項技術是進行金屬礦開采時非常關鍵的一項技術，而且在金屬礦開采事業的發展中一直都是一項較為薄弱的環節。所以，經過研究從而持續提升鑿巖爆破工作效率對于金屬礦的開采而言十分關鍵。當前，鑿巖爆破依舊是地下采礦的關鍵落礦方式，由最早的手工鑿巖再到氣動、液壓鑿巖機和鑿巖臺車，直至現在使用的鑿巖機器人，鑿巖技術慢慢從機械化朝著自動化、智能化、環保化的方向邁進。通過長時間的研究與探索，全球各個國家陸續又研發出適應各類條件的鑿巖裝置。最近幾年，伴隨鑿巖裝置的改進，美國與加拿大等國家在地下采礦中把露天鑿巖爆破技術運用其中，中深孔分段鑿巖逐漸被大直徑階段深孔取代，而且獲得了良好的運用效果。比如，瑞典研究出了一套掘進鑿巖臺車，具備鑿巖效率高、操作便捷、安全性強、污染低等優勢；國內自主研發了一套集合了移動、鑿巖與炸藥裝填工作為一體的全電腦三臂鑿巖臺車，具備操作簡便、安全水平高、投入成本低等優勢。這些新設備的使用使得鑿巖質量以及工作效率更加具有保障，不僅降低了工作強度以及安全風險，同時也推進自動化、智能化與環保化程度達到新的階段

。

3.6 在綠色礦產開采當中的減沉開采

并且，因為地下開采條件存在一定差別，井巷掘進與采礦工作運用條件有所不同，傳統地下采礦工作中較常使用的爆破方法具有多樣性，大多運用微差、擠壓以及光面爆破等方式，從而一定地改進了爆破效果。伴隨爆破技術的持續發展，傳統爆破技術開始朝著精準、綠色以及智能化爆破的方向邁進。其中，精準爆破主要利用孔網參數精細化設計、爆破能源消耗理論分析以及爆破方案的虛擬測試來創建礦山精準爆破體系；綠色爆破則是利用新式燃燒機來取代傳統的炸藥，期間不會產生爆破氣體，顯著改良了井下空氣環境，達成了綠色爆破的目標；智能爆破主要是利用爆破智能設計、智能裝置、振動智能監測與殘孔自動識別等一同創建智能爆破系統，以此來做到智能化開展爆破工作。在當前技術更新迭代速度較快的時代背景下，鑿巖爆破技術已然從傳統的方式演變成機械物理破巖等非爆破巖技術。比如運用連續采礦機來對中級及其以下硬度的礦巖實行機械破巖，工作效率比較高，施工效果良好，有助于對地壓實行控制；運用高壓水射流或者是熱力破碎等物理破巖技術，可以解決單獨機械能破巖存在的限制問題，不會形成粉塵與火花，顯著改良了工作環境。不過，其也面臨著能耗過高、成本開支大、工具磨損程度較為嚴重等問題，遲遲未在國內予以推廣運用。此外，國內在高尖端技術領域尚且無法做到自主研發，并且信息技術和人工智能技術起步時間相對比較晚，在智能化方面的關鍵技術依舊需要依靠國外。所以，當前國內硬巖礦山尚且停留在初步開采階段，而沒有真正做到連續開采。

超聲波測距模塊用來測量模塊距離地面的距離d;MPU-9250模塊用來測量拐杖運動的角速度w。通過大量的實驗來模擬老人摔倒時的狀況,發現當d>240 cm、w>5 rad/s且最終測量角度大于80°時,有99.2%的情況老人處于跌倒狀態,將此作為判定老人跌倒的標志[9],同時控制GSM模塊將報警信息發送至遠程的手機監測軟件,其軟件流程如10所示。

3.7 對固體廢棄物進行綜合的處理和利用

國內在礦產的開采領域，每年均會形成大量的廢棄物，而這些廢棄物的堆積未進行合理處理，便會導致采礦區域周圍地形或者是地貌環境受到十分嚴重的影響。部分廢棄物甚至可能會引起火災事故的發生，導致大氣環境受到極其嚴重的污染，也容易產生其它各種安全事故，因此，需要盡可能的避免發生安全事故以及環境污染問題，應當及時通過對應的措施來對廢棄物加以處理。但是在具體礦產開采施工作業中，不可避免的形成一些礦渣，而例如通過一些較為合理的提煉措施便能夠將其中有價值的物質加以提取出來，將礦產行業形成的礦渣應用在建筑行業，充當建筑材料，又或是運用于道路工程項目之中，既可以讓建筑項目的成本開支降低，還可以有效減輕礦石固體廢棄物給周邊土地環境帶來的污染作用。

忙完喪事我就趕緊回屋，大梁還是冇回，今朝可是第五天了！一種不祥之感像密實的蛛網，把我牢牢地籠罩起來。這兩天忙二丫的后事，心思占滿了。現在騰出空兒了，這不安是一陣緊似一陣。天還冇擦黑，我們就早早吃了晚飯。我叫槐生就在屋里玩，想困了自個兒上床，就慌忙火急鎖上門，朝東坡梁子奔去。

3.8 分層注漿開采技術

此技術是基于對離層的注漿以及填充處理，從而為礦區周邊與開采區域的土壤環境提供有效保護的一種綠色開采技術。在進行礦產資源的開采施工之中，有關工作人員可以借助巷道支護技術來實現對礦層的有效保護，也能夠基于減少廢棄礦石堆放量來對礦山周邊礦石的受力狀態加以改進，從而達到減輕空氣污染的作用。通過對分層注漿與填充開采技術的有效運用，不僅可以做到對礦山周邊和采礦區域的土地資源的合理保護，還可以最大化避免水土流失問題出現的幾率，從而防止發生由于水土流失進一步導致土地破壞程度惡化的情況。經過對離層的注漿和填充處理，把礦井周邊以及城市內的固體廢棄物填充至礦山的采空區內，充分填補了采空區的土地空氣，從而緩解率地面下沉問題，也能防止地下下沉問題演變成塌陷問題，最后達成了節能減排、綠色化采礦、保護自然環境的生產目標。

4 結語

總而言之，礦產行業會對自然環境造成較為嚴重的破壞，因此在實行礦產開采作業時，便可運用綠色開采技術。通過對各種先進的綠色開采技術的運用，可以實現對自然環境的有效保護，防止由于開采工作而引發的各種環境與生態問題，以免給周邊居民的正常生活、身體健康以及自然環境帶來危害。采礦工作人員還要求積極進行實踐探索與研究，促使綠色開采技術能夠更為完善與成熟，在為礦業公司提供更高經濟效益的基礎上，也能保護自然生態環境，促使礦產行業的健康、持續、穩定發展。

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