綠色開采在采礦工程中的應(yīng)用

＊王鵬飛

（山西沁新煤業(yè)有限公司新源煤礦 山西 046500）

1.綠色采礦的價(jià)值

綠色開采是在降低礦產(chǎn)資源過度浪費(fèi)的同時(shí)，增加資源的合理利用，減少礦產(chǎn)開采對(duì)環(huán)境的破壞。在實(shí)際開采中，考慮到資源的稀缺性問題，還要考慮到對(duì)自然生態(tài)和環(huán)境的保護(hù)?？紤]開采礦物的區(qū)域，如果周圍的環(huán)境被破壞，是不可逆轉(zhuǎn)的，在未來需要更多的時(shí)間才能恢復(fù)。因此，在開采過程中使用綠色開采尤為重要。應(yīng)用綠色開采保護(hù)周邊生態(tài)環(huán)境，合理利用資源，減少礦業(yè)產(chǎn)生的有毒物質(zhì)。綠色開采可以提高采礦效率，可優(yōu)化采礦項(xiàng)目中的廢物處理。在采礦項(xiàng)目中使用綠色開采可以優(yōu)化環(huán)境效益，有助于采礦工程的發(fā)展和改進(jìn)。利用節(jié)水開采技術(shù)，準(zhǔn)確分析礦層周圍的地質(zhì)水文，防止地下水泄漏，保護(hù)水源地環(huán)境。通過其他環(huán)保技術(shù)，滿足節(jié)能減排要求，同時(shí)也避免了有色金屬對(duì)環(huán)境安全的威脅。綠色開采技術(shù)可以有效地防止污染，還可以變廢為寶，回收固體和液體等廢物，并增加能源使用。采用環(huán)保生產(chǎn)還可以改善不同的伴生資源，實(shí)現(xiàn)高效能源的綜合開采和回收利用。綠色開采將氣化在建設(shè)中將其轉(zhuǎn)化為天然氣資源，降低采礦成本和損失，同時(shí)保護(hù)環(huán)境。礦山項(xiàng)目開采對(duì)環(huán)境的影響無法完全避免，但仍應(yīng)采取多種方式保護(hù)環(huán)境，避免因操作不當(dāng)對(duì)礦區(qū)造成不必要的破壞，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)和環(huán)境和諧共生。

2.綠色開采在采礦業(yè)中的重要性

采礦造成的環(huán)境污染主要體現(xiàn)在過度開采的地表沉積、開采中形成的有毒物質(zhì)、生態(tài)環(huán)境遭到破壞而產(chǎn)生的地表植被破壞、過度使用水資源造成的水污染等。應(yīng)用綠色開采技術(shù)，實(shí)現(xiàn)廢礦石的充分利用，將廢礦石填入易沉降區(qū)，避免了下沉問題。綠色開采可以將采礦中產(chǎn)生的廢料轉(zhuǎn)化為供建筑使用，達(dá)到回收再加工的效果。綠色開采回收再利用廢棄物，可以減少廢棄物對(duì)環(huán)境的污染，保護(hù)周邊的水資源，減少開采對(duì)資源的破壞和影響。在進(jìn)行了開采后對(duì)礦區(qū)進(jìn)行修復(fù)，提高了環(huán)境修復(fù)能力。常規(guī)采礦采用技術(shù)不符合相關(guān)要求，需要加強(qiáng)對(duì)綠色礦業(yè)的運(yùn)用，已成為未來礦業(yè)發(fā)展的必然領(lǐng)域。為實(shí)施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，制定多項(xiàng)環(huán)境保護(hù)法律法規(guī)，對(duì)污染行業(yè)進(jìn)行了整改。礦業(yè)企業(yè)需要聯(lián)合研究人員，結(jié)合礦業(yè)實(shí)際情況，開發(fā)符合持續(xù)發(fā)展要求的環(huán)境友好型技術(shù)，并以此發(fā)展，促進(jìn)礦產(chǎn)的綠色開采和可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)。

3.采礦工程特點(diǎn)

地下礦帶分布復(fù)雜，存在斷層和地下水問題。地下開采面積相對(duì)較窄，全自動(dòng)生產(chǎn)實(shí)施較難。同時(shí)，開采過程中存在不確定因素，會(huì)增加過程的復(fù)雜性，礦產(chǎn)資源都屬于不可再生資源。礦產(chǎn)資源儲(chǔ)量相對(duì)不活躍，開采也相對(duì)固定，在選擇開采地點(diǎn)時(shí)考慮動(dòng)態(tài)因素，包括礦脈散布、礦層和地質(zhì)條件等，以滿足順利開采的要求。從目前的實(shí)踐來看，中小型礦業(yè)企業(yè)限制了經(jīng)濟(jì)效益的發(fā)展。經(jīng)濟(jì)效益決定采礦人員的工資，加之工作環(huán)境差，采礦工作人員流動(dòng)性較強(qiáng)，影響了開采的穩(wěn)定性。礦山項(xiàng)目的環(huán)境主要集中在地下，由于位置與地下水較近，在開采中經(jīng)常出現(xiàn)滲水的問題，增加了環(huán)境的安全性。采礦環(huán)境相對(duì)封閉，采礦時(shí)需要保證空氣流通，如果空壓機(jī)出現(xiàn)問題，容易造成井下工作人員的缺氧。礦物中殘留有二氧化硫和部分衍生氣體，極易引起爆炸事故和影響環(huán)境安全。

4.采礦開發(fā)對(duì)環(huán)境造成的危害

(1)對(duì)大氣的污染

隨著采礦業(yè)的發(fā)展和進(jìn)步，大氣污染日趨嚴(yán)重。主要原因是礦山生產(chǎn)中釋放出大量二氧化碳和其他有害氣體，對(duì)大氣產(chǎn)生污染。嚴(yán)重的溫室效應(yīng)也與煤礦開采密不可分。因此，開采現(xiàn)代化是亟待解決的問題。在煤礦開采中，排放的氣體是二氧化碳的十倍。在傳統(tǒng)的原位浸出會(huì)對(duì)大氣造成氨氮污染，這些采礦項(xiàng)目都存在環(huán)境污染問題，影響人們的健康和環(huán)境。這種空氣污染給生態(tài)潛力帶來壓力。因此，現(xiàn)有資源短時(shí)間無法改變。為有效緩解大氣壓力，需要更新采礦理念，加強(qiáng)綠色開采的研究和應(yīng)用，確保開采減少對(duì)大氣的破壞。

(2)水資源污染

在采礦發(fā)展過程中，由于傳統(tǒng)采礦缺乏科學(xué)性，會(huì)改變地下水資源狀況并破壞水資源。對(duì)地下水層造成破壞，導(dǎo)致水資源短缺，造成水資源污染。礦山排水中，裂縫引起地下水流量變化，使地下水位降低破壞水源，對(duì)水質(zhì)造成較大污染。周圍植物的生長依賴于水資源，所以水污染也會(huì)對(duì)植物的生長產(chǎn)生影響。

(3)土地資源影響

采礦主要包括露天和地下采礦。露天采礦對(duì)環(huán)境危害表現(xiàn)在土地的挖掘，影響了植被的生長和耕作。土地形態(tài)及其引起的環(huán)境現(xiàn)象也極為嚴(yán)重。在開采礦產(chǎn)資源中，深挖隧道將破壞土壤表面和巖層，隨著時(shí)間的推移，會(huì)導(dǎo)致地表下沉，損壞并影響建筑物和村莊。嚴(yán)重的情況下，山體滑坡會(huì)導(dǎo)致山體坍塌，石頭落入居民區(qū)。在雨季引發(fā)山體滑坡嚴(yán)重的災(zāi)害，對(duì)周邊造成破壞。開采中產(chǎn)生的廢棄物堆積在山區(qū)，容易發(fā)生次生地質(zhì)災(zāi)害，造成了土地資源流失。長期存放也會(huì)產(chǎn)生灰塵，對(duì)土地二次破壞。為此，采礦不僅對(duì)人民生命和國家利益造成損害，而且對(duì)土地造成嚴(yán)重?fù)p害，使土地資源失去農(nóng)業(yè)價(jià)值。

5.采礦工程綠色開采的應(yīng)用

(1)節(jié)水開采技術(shù)

節(jié)水采礦是綠色開采中應(yīng)用廣泛的技術(shù)，在過去傳統(tǒng)技術(shù)應(yīng)用的開采中，開采后地表會(huì)下沉，造成水污染，水資源的污染會(huì)導(dǎo)致水資源的流失。在綠色開采技術(shù)中，節(jié)水技術(shù)不僅提高了資源的利用效率，還減少了污染。節(jié)水采礦主要用于節(jié)約水資源，在采礦中，主要用于保護(hù)用水和地面火災(zāi)。對(duì)水進(jìn)行綜合規(guī)劃，保護(hù)水生環(huán)境，確保單一水源的不同用途，減少用水量的過度消耗。污泥處理需要高效處理，合理優(yōu)化生產(chǎn)系統(tǒng)，提高水的使用效率，滿足封閉式污水處理，水提取部分循環(huán)利用率達(dá)90%以上。

(2)充填采礦

在開采過程中不可避免的會(huì)對(duì)周圍的土壤和結(jié)構(gòu)造成破壞，對(duì)環(huán)境造成明顯的影響。礦山工程建成后，礦山將成為大缺口，極易造成坍塌，對(duì)采礦區(qū)造成很大影響，還會(huì)造成影響施工建設(shè)的安全。因采礦破壞土地而產(chǎn)生的地震，如果不及時(shí)補(bǔ)充恢復(fù)，將造成土壤破壞和耕地不足。如果實(shí)施回填措施，由于回填材料使用量大，回填措施投資將超預(yù)算?？紤]到礦區(qū)填埋問題，應(yīng)積極利用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)，融入生態(tài)生產(chǎn)理念，應(yīng)用廢棄物對(duì)礦區(qū)進(jìn)行填埋，以達(dá)到對(duì)采礦坍塌的良好控制效果。充分發(fā)揮消除和填補(bǔ)分離層裂紋的作用，減少下沉和局部塌陷，最重要的任務(wù)是利用來源廣泛且價(jià)格低廉的填料。通過礦物充填開采技術(shù)，有效避免坍塌和其他地質(zhì)災(zāi)害現(xiàn)象的發(fā)生，將開采中產(chǎn)生的不需要的巖石填入開采空隙中，避免沉降問題。

(3)綠色開采綜合治理

綠色開采為礦業(yè)項(xiàng)目提供經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益的功能，以及在資源開采方面滿足和平衡社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要。在綠色開采生產(chǎn)實(shí)踐中，更好地認(rèn)識(shí)水資源的高利用水平，科學(xué)合理利用水資源。采用現(xiàn)代隔離技術(shù)，有效地實(shí)施了環(huán)保采礦，而且將用于開采的水源與居民用水分開，減少和消除對(duì)水源破壞污染的情況下，可以保證廢水源和礦物材料的再利用。采用阻水技術(shù)或截流關(guān)閉地下水流入，保持了水資源的獨(dú)立性，合理的進(jìn)行水資源的再利用，使水源得到了凈化。采用隔離技術(shù)，可減少礦井滲水，保證生產(chǎn)區(qū)周圍供水。利用防水技術(shù)凈化受污染的水。通過對(duì)污染水源理化分析，按等級(jí)應(yīng)用有效的污染水控制方法。受污染的水可以得到妥善的處理，有效防止水資源二次污染。

(4)煤氣資源聯(lián)合開采

采礦項(xiàng)目的生產(chǎn)中會(huì)產(chǎn)生大量的氣體，一些是有毒的，一些可作為用氣來源。任何類型的氣體在生產(chǎn)中沒有有效處理，都會(huì)污染大氣，影響周圍人的生活和身體健康。煤礦通常與天然氣有關(guān)，如果在煤炭開采中不能對(duì)瓦斯進(jìn)行處理，污染了礦區(qū)環(huán)境，還會(huì)消耗可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的瓦斯資源。在煤炭生產(chǎn)中，煤與氣的開采必須同時(shí)進(jìn)行，結(jié)合采煤后瓦斯的特點(diǎn)，采用煤氣生產(chǎn)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)瓦斯和煤炭生產(chǎn)的聯(lián)合。在采煤前，將各種形態(tài)氣進(jìn)行預(yù)排放，然后進(jìn)行礦區(qū)的采煤，達(dá)到煤氣分離的效果，防止開采中瓦斯污染大氣。

(5)矸石處理

在采礦期間被排放的矸石數(shù)量巨大。矸石的釋放會(huì)影響環(huán)境，由于含有一定的可燃物質(zhì)，在一定條件下會(huì)發(fā)生燃燒，產(chǎn)生有毒氣體污染空氣。如果處理不當(dāng)，還會(huì)產(chǎn)生廢物，對(duì)環(huán)境造成影響。在傳統(tǒng)模式中，處理技術(shù)相當(dāng)廣泛，但是長期無法有效解決問題。使用綠色開采后，利用礦區(qū)其他要素來覆蓋，這減少了對(duì)環(huán)境的影響，這種方法工藝簡單成本低?；瘜W(xué)分離法是需要人員根據(jù)化學(xué)特性選擇合適的藥劑來區(qū)分。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是在分解過程中可以通過反應(yīng)去除沒有用的金屬物質(zhì)。綜合利用是將矸石處理加工后，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，使物理結(jié)構(gòu)達(dá)到建筑材料標(biāo)準(zhǔn)，成為一種新的建筑資源。隨著現(xiàn)代化建材成本的上漲，使用矸石作為建材，可以提高資源的使用效率，可以進(jìn)一步變廢為寶，還可以減少傳統(tǒng)材料使用量。在開采煤礦中，會(huì)產(chǎn)生很多其他礦物衍生物，固體廢物往往會(huì)排放有害有毒氣體，對(duì)環(huán)境和空氣造成污染。這些固體廢物占用土地資源面積。為有效避免此類問題，就要對(duì)這些固體廢物進(jìn)行估算，并使用固體廢物管理技術(shù)來提取資源。根據(jù)周邊發(fā)展和環(huán)境條件，合理規(guī)劃創(chuàng)造生產(chǎn)力和價(jià)值，穩(wěn)定生態(tài)系統(tǒng)的同時(shí)，又為礦區(qū)發(fā)展提供了良好的生態(tài)環(huán)境基礎(chǔ)。

6.采礦技術(shù)發(fā)展趨勢

(1)轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)生產(chǎn)觀念，加強(qiáng)綠色開采生產(chǎn)體系的完善

基于目前采礦使用的技術(shù)，未來發(fā)展將朝著生態(tài)生產(chǎn)的方向，也是提高綠色開采生產(chǎn)效率和質(zhì)量的保證。在開發(fā)中要用具體的實(shí)踐數(shù)據(jù)，明確綠色采礦應(yīng)遵循的原則，確保綠色采礦順利進(jìn)行。在開發(fā)過程中，環(huán)境應(yīng)用技術(shù)的頻率會(huì)增加。生態(tài)系統(tǒng)和綠色開采用于確定采掘機(jī)械設(shè)備對(duì)巖體的影響，不斷提高采礦相關(guān)內(nèi)容，完善系統(tǒng)完整性。下一階段的綠色開采發(fā)展還將探討無損生產(chǎn)，最大限度地利用資源，為社會(huì)可持續(xù)發(fā)展提供不斷的動(dòng)力。要妥善處理好礦業(yè)經(jīng)濟(jì)與社會(huì)效益的關(guān)系，需要樹立更積極的意識(shí)和觀念。實(shí)現(xiàn)以人為本的綠色開采技術(shù)應(yīng)用理念，著力保障區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展和安全的重要目標(biāo)。要積極響應(yīng)我國現(xiàn)代化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整優(yōu)化，順應(yīng)時(shí)代發(fā)展，優(yōu)化礦業(yè)綠色開采理念，著力貫徹環(huán)境文明觀。應(yīng)樹立環(huán)保意識(shí)和經(jīng)濟(jì)共同發(fā)展的理念，關(guān)注綠色開采中的長期效益，注重資源的可持續(xù)發(fā)展，以便改進(jìn)礦產(chǎn)資源開采。以此理念為指導(dǎo)，有效地為資源開采提供安全環(huán)保的環(huán)境，為我國采礦工程的高效發(fā)展做出貢獻(xiàn)，同時(shí)加強(qiáng)了區(qū)域環(huán)境的環(huán)保管控[1]。

(2)智能工具的持續(xù)集成

采礦項(xiàng)目在開采中具有高風(fēng)險(xiǎn)。隨著礦區(qū)資源儲(chǔ)量的繼續(xù)下降，更多的資源產(chǎn)量將轉(zhuǎn)向更深的礦區(qū)。意味著綠色開采生產(chǎn)的深度會(huì)更大，風(fēng)險(xiǎn)也會(huì)更高。為保證環(huán)境安全，關(guān)注智能工具的持續(xù)集成，打造智能礦場綠色開采生產(chǎn)系統(tǒng)，提高挖礦過程的安全性。很多礦企都以自動(dòng)化為主，但參數(shù)仍需人工調(diào)整。智能采礦技術(shù)可以賦予機(jī)器一定程度的自主權(quán)，根據(jù)采礦環(huán)境的變化調(diào)整深度和角度，減少采礦參數(shù)對(duì)環(huán)境的影響。在未來的發(fā)展中，還需要優(yōu)化智能應(yīng)用條件，使其融入綠色開采系統(tǒng)，增加智能應(yīng)用的價(jià)值[2]。

(3)創(chuàng)建綠色開采動(dòng)態(tài)預(yù)警系統(tǒng)

礦山綠色開采工作環(huán)境主要在地下。環(huán)境相對(duì)封閉，需要壓縮機(jī)來確保采礦期間的空氣流通。一些衍生氣體容易引起爆炸，影響工作安全的中毒事故。因此，在未來的綠色開采發(fā)展中，需要建立動(dòng)態(tài)系統(tǒng)，監(jiān)測綠色開采環(huán)境的基本情況。在系統(tǒng)提供信息和人群疏散的同時(shí)，采取合理的疏散措施解決危險(xiǎn)問題，以提高開采工作環(huán)境的安全性，穩(wěn)定采礦工作環(huán)境[3]。

(4)加大力度推廣綠色開采技術(shù)

大力推廣綠色開采技術(shù)，科學(xué)技術(shù)是工業(yè)發(fā)展的主要?jiǎng)恿驮慈?。高度重視綠色開采科技研發(fā)，優(yōu)先發(fā)展科技應(yīng)用，為資源可持續(xù)發(fā)展和多樣化提供強(qiáng)技術(shù)支撐。積極優(yōu)先發(fā)展綠色開采技術(shù)，提高資源開采技術(shù)水平。建立綠色開采技術(shù)轉(zhuǎn)移的積極機(jī)制，通過與發(fā)達(dá)地區(qū)的合作，建立先進(jìn)綠色開采技術(shù)轉(zhuǎn)移機(jī)制，推動(dòng)技術(shù)的創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)化。

(5)加快受損環(huán)境的恢復(fù)

采取積極有效的措施，加強(qiáng)對(duì)環(huán)境責(zé)任的監(jiān)督。應(yīng)建立全國環(huán)境賠償制度，建立強(qiáng)有力的環(huán)境法律體系，規(guī)范和限制環(huán)境污染行為。應(yīng)運(yùn)用經(jīng)濟(jì)和行政手段，確立適宜的環(huán)境管理目標(biāo)，履行環(huán)境責(zé)任的機(jī)制。根據(jù)國情制定環(huán)境管理標(biāo)準(zhǔn)和認(rèn)證制度，建立績效評(píng)價(jià)指標(biāo)，將其納入目標(biāo)治理體系，對(duì)遵守法律法規(guī)和環(huán)保制度的采礦工程企業(yè)建立環(huán)境金融和財(cái)政補(bǔ)貼，提供信貸減稅降息，為環(huán)保開辟綠色通道。政府經(jīng)濟(jì)和行政激勵(lì)將鼓勵(lì)采礦工程企業(yè)主動(dòng)承擔(dān)環(huán)境保護(hù)責(zé)任。政府監(jiān)督和執(zhí)法是環(huán)境責(zé)任的重要保障。確保環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測常態(tài)化，對(duì)浪費(fèi)資源或嚴(yán)重污染的企業(yè)零容忍。除了對(duì)危害環(huán)境事件嚴(yán)懲不貸外，還應(yīng)采取措施從源頭上防止環(huán)境污染事件。加快受損環(huán)境的恢復(fù)，保護(hù)環(huán)境是一個(gè)長期的解決方案。對(duì)于被破壞的環(huán)境，需要加快恢復(fù)速度，并全面提高恢復(fù)質(zhì)量，增加環(huán)境修復(fù)。完善政策措施，明確環(huán)保工作的重點(diǎn)修復(fù)管理。在人工控制的基礎(chǔ)上恢復(fù)環(huán)境，要防止生態(tài)系統(tǒng)退化。保護(hù)環(huán)境是長期而艱巨的任務(wù)，環(huán)境恢復(fù)實(shí)施需要總體規(guī)劃。統(tǒng)一指導(dǎo)思想，明確最終環(huán)境修復(fù)目標(biāo)，根據(jù)本地區(qū)有關(guān)要求，結(jié)合當(dāng)?shù)厍闆r和發(fā)展目標(biāo)，制定環(huán)境恢復(fù)規(guī)劃。

7.結(jié)束語

綜上所述，綠色開采是在實(shí)際應(yīng)用中的生態(tài)保護(hù)理念。在環(huán)?？焖侔l(fā)展的背景下，礦業(yè)要堅(jiān)持環(huán)保原則，認(rèn)清礦業(yè)開采問題，將環(huán)保理念應(yīng)用到礦業(yè)開采中。降低不必要的成本，促進(jìn)采礦工程與環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展，為國家發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。