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      淺談綠色開采技術(shù)在采礦工程中的應(yīng)用

      2019-02-11 16:32:06李科維
      世界有色金屬 2019年16期
      關(guān)鍵詞:采礦工程矸石礦產(chǎn)資源

      李科維

      (云南省昭通市彝良縣工業(yè)園區(qū)管理委員會,云南 邵通 657600)

      采礦行業(yè)對于國家的經(jīng)濟建設(shè)具有重要的推動作用,但在推動社會經(jīng)濟發(fā)展的同時,礦產(chǎn)資源的消耗也在逐漸增加,隨之而來的,還有落后的開采技術(shù)帶來的日益嚴(yán)重的地質(zhì)破壞和環(huán)境污染等問題。隨著這些問題的逐日加深,綠色開采技術(shù)越來越受到人們的關(guān)注和重視,因此,本文針對這些問題,簡要分析了綠色開采技術(shù)在采礦工程中的應(yīng)用及意義。

      1 綠色開采技術(shù)應(yīng)用的重要意義

      我國的工業(yè)化發(fā)展迅速,對礦產(chǎn)資源的需求量也越來越大,因此礦業(yè)部門對各類資源的開采和利用也相應(yīng)的提升了。但在開采的過程中大多用的是一些粗獷式的開采方式,這就導(dǎo)致礦區(qū)的生態(tài)環(huán)境遭到了嚴(yán)重的破壞,土地荒漠化、臭氧層遭到破壞等問題頻繁出現(xiàn),因此不利于可持續(xù)發(fā)展[1]。而綠色開采技術(shù)作為一種對環(huán)境友好的、可持續(xù)發(fā)展的開采技術(shù),其推廣和應(yīng)用能夠更好地協(xié)調(diào)資源開發(fā)和環(huán)境保護,使礦企在獲得經(jīng)濟利潤的同時,也能夠減少對環(huán)境的破壞,獲得社會和生態(tài)效益。

      2 當(dāng)前采礦工程對環(huán)境的污染

      (1)水污染。我國絕大多數(shù)的礦產(chǎn)資源都深藏在地下深處,在對部分礦產(chǎn)資源進行開采時,需要對地質(zhì)表面進行鉆井作業(yè),從進口達到所開采的礦層處。但是在進行開采工作過程當(dāng)中,對地下含水層造成極大的破壞,導(dǎo)致地下含水層的補給、排泄、承壓等問題出現(xiàn),甚至?xí)Υ嗽斐山亓衄F(xiàn)象,因此,導(dǎo)致礦山地區(qū)的地下水位降低,一些被污染的地下水會隨著礦產(chǎn)資源的開采排到地質(zhì)表面,從而導(dǎo)致環(huán)境的污染。由于對礦產(chǎn)資源的過度開采,地質(zhì)表面會出現(xiàn)塌陷的情況,這樣就會導(dǎo)致地質(zhì)地表水?dāng)r截滯留的現(xiàn)象,更為嚴(yán)重的是,會導(dǎo)致礦區(qū)周圍地區(qū)的河流干涸或斷流,不利于生態(tài)環(huán)境的發(fā)展,并逐步造成沙漠化[2]。

      (2)大氣污染。在對礦產(chǎn)資源的開采當(dāng)中,會伴有礦層氣體等資源。在進行實際開采時,由于氣體排出技術(shù)落后,經(jīng)常會產(chǎn)生大量的有害氣體。另外,還會出現(xiàn)煤矸石自燃等問題,在此過程中,釋放出大量的二氧化碳、二氧化硫、一氧化碳等氣體。這些氣體,不但讓開采難度變得更大,而且也極大地污染了大氣環(huán)境,導(dǎo)致溫室效進一步加劇。

      (3)土地資源污染。在進行采礦工程施工過程中,對土地資源的破壞較為嚴(yán)重,例如地表塌陷、水土流失、土地沙漠化等問題。據(jù)國土資源管理局調(diào)查顯示,我國目前因為采礦工程而導(dǎo)致的地表塌陷已經(jīng)超過了40萬公頃,而且這個數(shù)據(jù)還在以每年0.05%的速度增長。而地表、植被遭到破壞的情況就更多見了,再加上我國的煤炭資源主要集中在半干旱和干旱地區(qū),導(dǎo)致這些開采地區(qū)的土地沙漠化越來越嚴(yán)重。此外,在煤礦開采的過程中,一般都會有矸石,如果不及時進行處理,就會導(dǎo)致其越積累越多。據(jù)調(diào)查顯示,我國矸石存放占用的土地面積已經(jīng)超過了1萬公頃,由此可見,矸石閑置問題已經(jīng)比較嚴(yán)重了,必須加以解決。

      3 綠色開采技術(shù)在采礦工程中的應(yīng)用

      (1)保水開采技術(shù)。保水開采技術(shù)作為一種新型的綠色開采技術(shù),其在煤礦開采的過程中不僅能夠提升礦藏開采的質(zhì)量和效率,而且還能減小對地表和地下水資源的污染,從而在提升經(jīng)濟效益的同時,也獲得生態(tài)效益。在傳統(tǒng)的采礦工藝中,采礦后地表覆巖經(jīng)常發(fā)生斷裂,從而導(dǎo)致水位下降漏斗等狀況,使地下水流失和破壞。而保水開采技術(shù)的應(yīng)用,能夠有效減少礦藏開采對地下水的影響。

      此外,還要提高水資源的利用率,減少水的消耗。如,礦井工業(yè)場地的生產(chǎn)和生活用水由水源井供給,綠化、澆灑道路等用水,由生活污水經(jīng)生活污水處理站后供給。還要選用節(jié)水型的生產(chǎn)技術(shù)和設(shè)備,采用節(jié)水型的產(chǎn)品和材料,淘汰落后設(shè)備和材料,從而減少水資源的跑、冒、滴、漏,提高利用率。另外也要提高生產(chǎn)用水的復(fù)用率。這就需要設(shè)置完善的煤泥水處理系統(tǒng),確保煤泥水不外排,提高其重復(fù)利用率。

      (2)礦產(chǎn)和有害氣體共采技術(shù)。在開采工程施工過程當(dāng)中,首先要進行開采前有害氣體檢測、排出工作,在工程的全面開展之前,對礦井內(nèi)的礦層有害氣體進行抽出,從而降低事故的發(fā)生幾率,并將資源實現(xiàn)最大化。值得注意的是,我國礦井的透氣性功能效果較低,因此,有害氣體抽采技術(shù)需要進一步優(yōu)化,改善。對于開采完的廢棄礦井,也要進行有害氣體抽采。在此過程中,技術(shù)人員要利用巖層內(nèi)部的裂隙進行科學(xué)的有害氣體抽采,使其在資源最大化的同時,減少生產(chǎn)事故,保證安全生產(chǎn)。

      (3)采空區(qū)填充技術(shù)。與傳統(tǒng)的填充技術(shù)相比,現(xiàn)代化的采空區(qū)充填技術(shù)讓綠色開采得到了進一步的發(fā)展。其種類主要有:交替膠結(jié)充填,將毛石、工業(yè)爐渣、河沙,粉礦灰進行混合之后,加入水使其成為牙膏狀的漿體,然后進行實時填充,使其形成非常穩(wěn)定的支撐體,從而有效控制地表的沉降。對于溫度比較高的區(qū)域,它還可以有效降低井下的溫度,減小火災(zāi)危險。采空區(qū)冒落矸石空隙注漿膠結(jié)充填,這一填充方法的重點在于冒落帶,在壓實毛石空隙之前進行注漿,使冒落的矸石與填充的材料迅速膠結(jié),從而形成兩者相互支撐的覆巖層,提高填充區(qū)的力學(xué)穩(wěn)定性,降低地表變形的可能性。

      (4)固體廢棄物綜合運用技術(shù)。在礦產(chǎn)的開采過程中,將會有許多礦物衍生物。這些固體廢物不僅占用大量的土地資源,而且容易自燃,釋放大量有害氣體,污染礦區(qū)周圍的大氣和空氣環(huán)境。因此,為了減少此類問題的發(fā)生,企業(yè)應(yīng)加強固體廢物綜合利用技術(shù)的應(yīng)用,從這些廢物中提取有價值的資源。在固體廢棄物綜合運用的過程中,煤礦單位可以二次提煉尾礦,從中獲得有價值的能源。對于煤渣等,也可以對其進行二次加工,比如:運往磚廠,轉(zhuǎn)換為建筑材料,從而用于建筑或道路工程的建設(shè)中,提高固體廢棄物的利用率。另外,在煤礦開采完成后,還要對采空區(qū)上覆地表進行合理規(guī)劃,在此基礎(chǔ)上退礦還耕、還林,從而改善礦區(qū)環(huán)境。而對于煤礦矸石山,要遵循“因地制宜、綜合治理、總體規(guī)劃、分步實施、合理布局、加快建設(shè)”的方針。在治理改造煤矸石山的過程中,應(yīng)該因地制宜,合理規(guī)劃其綠化景觀,從而創(chuàng)造出更高的景觀價值,使其在科學(xué)處理矸石山的基礎(chǔ)上,滿足人們的休閑需求,也提供礦業(yè)旅游的基礎(chǔ)。

      4 結(jié)語

      綜上,隨著國家對礦產(chǎn)資源需求的增加,礦產(chǎn)單位也必須及時淘汰傳統(tǒng)的開采技術(shù),采用先進的、現(xiàn)代化的綠色開采技術(shù),從而減少礦產(chǎn)資源開發(fā)帶來的環(huán)境污染,推動礦產(chǎn)開發(fā)朝著綠色、環(huán)保、節(jié)能的方向不斷前進和發(fā)展。

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