露天煤礦開采生態(tài)環(huán)境污染防治關(guān)鍵技術(shù)研究

關(guān)鍵詞：煤礦開采；生態(tài)環(huán)境；污染防治

中圖分類號(hào)：X171 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1008-9500（2025）04-0205-03

DOI：10.3969/j.issn.1008-9500.2025.04.058

Research on Key Technologies of Ecological Environmental Pollution Control in Open-Pit Coal Mining

YANG Rui

（WujiataOpencast Coal Mine，InnerMongolia Shendong Tianlong Group Co.，Ltd.，OrdosO172O9，China）

Abstract：Inthedevelopmentofopen-pitcoal mines，environmental degradation is significant.Basedonthis，the issues ofdust，soil erosion，and waterpolution generatedduringopen-pitmining were mainlydiscussed.Theoriginand transmission pathwaysofpolltionwerecomprehensively explored，andcorrespondingpollutioncontroltechnicalmeasures were proposed.Byanalyzing theecological environment polution preventionand control technologies inopen-pit coal miningandevaluating their efectivenessscientificandtechnologicalsupporthasbeenprovided toaddress theecological environment pollution caused by open-pit mining.

Keywords：coal mining; ecological environment; pollution control

煤炭在我國占據(jù)能源的主導(dǎo)地位，是支撐我國經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的關(guān)鍵力量。然而，隨著露天煤礦的開采，環(huán)境污染問題逐漸變得顯著，煤礦及其鄰近區(qū)域的環(huán)境和居民的生活品質(zhì)受到了重大的負(fù)面影響[。本研究探討了露天煤礦環(huán)境污染的整治方法，分析了在露天煤礦領(lǐng)域內(nèi)關(guān)鍵的污染控制技術(shù)，對(duì)于推動(dòng)煤炭產(chǎn)業(yè)的綠色轉(zhuǎn)型、保障國家的能源安全以及促進(jìn)山區(qū)生態(tài)文明的建設(shè)具有至關(guān)重要的意義。

與人類日常生活緊密相連。然而，我國的煤炭資源分布存在不平衡性，煤炭礦藏種類繁多，煤礦地貌特征深受地質(zhì)環(huán)境條件的重大影響。如果地質(zhì)環(huán)境遭遇劇烈損害，不僅會(huì)對(duì)井下采礦作業(yè)的安全造成極大的不利影響，也會(huì)影響礦井內(nèi)部的采礦效率。因此，整治煤礦污染顯得尤為關(guān)鍵，主要體現(xiàn)在3點(diǎn)：一是在開采過程中降低了重金屬中毒的風(fēng)險(xiǎn)；二是減少了每年安全事故的發(fā)生頻率；三是嚴(yán)重威脅附近居民的身體健康，也給礦區(qū)發(fā)展帶來了負(fù)面影響。

1露天煤礦開采生態(tài)環(huán)境污染防治的重要性 2露天煤礦開采環(huán)境污染問題

煤炭是應(yīng)用較為普遍的能源類型之一。煤炭具備可燃性強(qiáng)、使用便捷、成本較低以及儲(chǔ)存簡(jiǎn)單特性。

2.1土地退化

露天采礦活動(dòng)會(huì)顯著降低土地質(zhì)量，特別是在進(jìn)行煤炭開采作業(yè)時(shí)，普遍采納的穿孔作業(yè)可能會(huì)嚴(yán)重?fù)p害地表土壤和地形構(gòu)造，改變了巖石的初始構(gòu)造和排列方式，造成地表土壤大量侵蝕，降低了地表的植物覆蓋率。礦場(chǎng)的房屋頂棚、道路設(shè)施、排水網(wǎng)絡(luò)、煤矸石垃圾填埋區(qū)以及垃圾處理設(shè)施的建設(shè)，耗費(fèi)了廣闊的土地面積。此外，采礦行為可能會(huì)引起地表水流量的降低乃至完全消失，以及引發(fā)地下水資源流失的問題[2]。

2.2大氣污染

在采礦活動(dòng)中的各個(gè)環(huán)節(jié)，如勘探、爆破、穿孔等，會(huì)產(chǎn)生含有煤炭顆粒的揚(yáng)塵。露天煤礦開采過程機(jī)械設(shè)備污染物排放情況如表1所示。礦場(chǎng)內(nèi)集中供暖服務(wù)和浴室中的熱水供應(yīng)系統(tǒng)，也會(huì)排放一定量的污染物。在寒冷季節(jié)的供暖期間，礦場(chǎng)安裝了4臺(tái)每小時(shí)產(chǎn)能為 2 0 t 的蒸汽鍋爐，用于提供暖氣和洗澡用熱水；在非供暖期間，鍋爐的使用量降至1臺(tái)。鍋爐排氣煙肉的垂直高度為 7 0 m ，煙肉的口徑為 2 m ，采用直徑大約為 2 0 m 的鋼管，總的供暖周期約為 1 6 0 d 預(yù)計(jì)每天的供暖時(shí)長(zhǎng)為 。燃煤供暖鍋爐大氣污染物排放量如表2所示。

3露天煤礦開采生態(tài)環(huán)境污染防治關(guān)鍵技術(shù)

3.1重新植被

建立永久性植被覆蓋不僅能夠穩(wěn)固土壤和遏制污染物擴(kuò)散，還可以保持生態(tài)平衡和防止水土流失，顯著提升礦區(qū)的外觀美化和生態(tài)面貌。該過程不僅涉及在經(jīng)過改良的土壤上成功種植植物，還意味著在沒有外界幫助的情況下，能夠建立一個(gè)自我持續(xù)發(fā)展的植物生態(tài)系統(tǒng)[4]。植被需要挑選能夠在惡劣環(huán)境中生長(zhǎng)、擴(kuò)散和繁衍的植物種類。在生態(tài)修復(fù)的工作中，尾礦區(qū)域更傾向于選擇那些能夠抵御、忍受高濃度有毒金屬的環(huán)境并良好生長(zhǎng)的植物種類。這些植物不僅能夠穩(wěn)固土壤、降低侵蝕，還能夠通過根部吸收并富集重金屬，進(jìn)而凈化土壤，推動(dòng)生態(tài)系統(tǒng)的自然復(fù)原和持久平衡[5]。

3.2植物修復(fù)

植物修復(fù)的目標(biāo)是重建露天礦山的土地生態(tài)，主要利用生物學(xué)方法對(duì)礦山廢棄物進(jìn)行生態(tài)整治。植物修復(fù)技術(shù)利用植物的吸收、轉(zhuǎn)化和固定能力來移除土壤中的有害污染物，或者將這些污染物轉(zhuǎn)化為非有害的狀態(tài)。植物修復(fù)主要涉及兩種方法：一種是利用植物提取土壤中的金屬，另一種是利用植物穩(wěn)定和積累土壤中的金屬。同時(shí)，通過植物的調(diào)控作用來降低這些金屬的遷移性和生物可利用性[。

3.3大氣污染的防治技術(shù)

礦石自燃導(dǎo)致空氣中充斥著眾多有毒有害氣體，需加大對(duì)空氣質(zhì)量的監(jiān)管力度，實(shí)施一系列綜合性措施進(jìn)行預(yù)防。對(duì)燃燒區(qū)域進(jìn)行表面澆水作業(yè)降低燃燒區(qū)的熱度，利用特定材料打磨礦石表面，在礦石表面施用一些抑制氧化的溶液，避免礦石繼續(xù)發(fā)生氧化反應(yīng)，將滅火材料混合成漿狀，然后通過機(jī)械壓力注入礦石山的裂縫和孔隙。覆蓋操作需耗費(fèi)大量土壤，表面處理操作相對(duì)簡(jiǎn)單，但與滅火材料注入礦石相比，效果并不顯著。針對(duì)礦區(qū)自燃問題，存在兩種主要的防控策略，一種方法是控制礦區(qū)可燃物的逸出，另一種方法是限制礦區(qū)空氣流動(dòng)，通過降低燃料的氧化速度以減少礦石山的氣體泄漏。關(guān)鍵的防控手段是調(diào)整礦石礦床的結(jié)構(gòu)，將礦石礦床從錐形改造為平面形態(tài)，目的是減小礦石山側(cè)面的暴露面積[7-8]。

3.4污水澄清和過濾技術(shù)

露天煤礦開采過程中產(chǎn)生的污水包含多種污染物和雜質(zhì)，為了保證生態(tài)環(huán)境，需要凈化污水，清潔并清除有害雜質(zhì)。污水凈化技術(shù)包括物理方法和化學(xué)方法，主要原理就是通過沉降、混凝、沉淀工藝來完成。在污水處理過程中，主要將固體顆粒物沉淀至底部或者向污水中加入絮凝劑來過濾去除污水中的有害物質(zhì)，從而達(dá)到污水凈化的作用，同時(shí)在污水處理環(huán)節(jié)可以根據(jù)實(shí)際情況選擇合理的處理方法，提高污水凈化的效率。

3.5深化處理技術(shù)

超過濾、反滲透、薄膜過濾等技術(shù)是水處理行業(yè)廣泛應(yīng)用的技術(shù)，通過精密的過濾程序高效地移除污水中的污染物和有機(jī)成分。特別是逆滲透技術(shù)，依賴于高效能的逆流過濾膜，使得離子和小分子物質(zhì)得以截留，溶劑（通常是水）能夠通過膜。反滲透工作原理如圖1所示。在處理露天煤礦開采過程中產(chǎn)生的污水時(shí)，逆滲透技術(shù)通過高效移除污水中的有機(jī)污染物質(zhì)，進(jìn)而顯著減少化學(xué)需氧量（ChemicalOxygenDemand，COD）的水平，保障水質(zhì)的優(yōu)良標(biāo)準(zhǔn)，提高了水的循環(huán)使用率。

3.6實(shí)時(shí)分析監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)

在金屬礦山開采的環(huán)境監(jiān)測(cè)和數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)中，實(shí)時(shí)分析監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)是確保采礦活動(dòng)正常開展的關(guān)鍵。通過實(shí)時(shí)分析開采過程監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，礦山管理層可以根據(jù)開采的實(shí)際情況進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整，并根據(jù)最新的數(shù)據(jù)做出正確的決策，最大限度地減少開采過程對(duì)環(huán)境的影響；通過實(shí)時(shí)分析設(shè)備運(yùn)行和采礦過程的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，能夠不斷優(yōu)化設(shè)備性能，降低能耗，提高采礦過程中的生產(chǎn)率和資源利用效率。同時(shí)，要根據(jù)實(shí)際情況對(duì)合規(guī)性進(jìn)行調(diào)整，以保證礦山活動(dòng)符合法律規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，以防止?jié)撛诘姆韶?zé)任。

4結(jié)論

本研究深人分析了露天煤礦所引發(fā)的環(huán)境污染問題，并全面探討了露天煤礦污染的來源識(shí)別、污染擴(kuò)散機(jī)制、污染控制技術(shù)以及其他重要的環(huán)境整治方法，為我國露天煤礦的環(huán)境保護(hù)與整治工作提供了理論支撐和技術(shù)保障。然而，露天煤礦的污染治理是一項(xiàng)涉及眾多學(xué)科和領(lǐng)域的復(fù)雜系統(tǒng)性工程，在未來的發(fā)展中，需要持續(xù)增強(qiáng)科研資源的投入，健全相應(yīng)的法律與規(guī)章制度，加大技術(shù)革新的力度，為我國露天煤礦的環(huán)境保護(hù)與監(jiān)管工作提供技術(shù)支撐。

參考文獻(xiàn)

1趙忠，李小軍.露天煤礦的礦區(qū)環(huán)境保護(hù)[J]北方環(huán)境，2013（7）：115-117.

2 范小杉，熊向艷，馬建軍，等.北方草原露天煤礦區(qū)生態(tài)景觀變化研究：以呼倫貝爾市伊敏露天礦為例[J].環(huán)境工程技術(shù)學(xué)報(bào)，2019（6）：732-740

3楊智廣.露天煤礦排土場(chǎng)生態(tài)恢復(fù)中的植被重建[J].花卉，2019（12）：278.

4 李瑞云.露天煤礦開采引發(fā)的環(huán)境問題及環(huán)境保護(hù)對(duì)策[J].神州，2017（27）：279-280.

5 馬曉婷，陰俊齊，程艷，等.基于PSR模型的荒漠區(qū)露天煤礦環(huán)境績(jī)效評(píng)估研究[J].中國煤炭，2015（3）：126-131.

6 黃選明，張雁，李文嵩，等.我國露天煤礦水害特征與防治水技術(shù)[J].煤田地質(zhì)與勘探，2020（4）：53-60.

7劉平，童亞莉，高佳佳，等.中國大氣污染防治技術(shù)評(píng)價(jià)應(yīng)用體系與方法探析[J].環(huán)境污染與防治，2020（8）：1049-1053.

8 郭利京，黃振英.淮河生態(tài)經(jīng)濟(jì)帶農(nóng)業(yè)面源污染空間分布及治理研究[J].長(zhǎng)江流域資源與環(huán)境，2021（7）：1746-1756.