綠色開采技術(shù)在采礦工程的應(yīng)用
時間:2022-06-21 10:51:13
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摘要:為落實可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略目標,應(yīng)在采礦工程中應(yīng)用綠色開采技術(shù),從而有效提高礦山開采廢棄物的處理利用效果,降低采礦廢棄率,實現(xiàn)綠色可持續(xù)發(fā)展目標。據(jù)此,本文將對采礦工程中應(yīng)用綠色開采技術(shù)的作用與意義進行分析闡述,并以此為基礎(chǔ),結(jié)合傳統(tǒng)采礦工程所造成的環(huán)境破壞情況,指明綠色開采技術(shù)在采礦工程中的具體應(yīng)用,以期能夠為業(yè)內(nèi)工作者提供理論參考。
關(guān)鍵詞:采礦工程;綠色開采技術(shù);環(huán)境保護
隨著社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展,如今社會對于礦產(chǎn)資源的需求量在持續(xù)增加。為能夠滿足越來越高的社會要求,礦山企業(yè)開始逐步加大礦山的開采效率,但由于礦山開采設(shè)計不合理、開采技術(shù)落后等問題,導(dǎo)致實際礦山開采過程中極易出現(xiàn)地表沉降、水源和大氣污染等環(huán)境破壞問題,直接對自然環(huán)境造成危害。針對此問題,各礦山企業(yè)開始逐步在采礦工程中應(yīng)用綠色開采技術(shù),從而解決傳統(tǒng)采礦工程中采掘難題的同時,增強采礦工程的環(huán)境保護效果,其對于推動采礦行業(yè)實現(xiàn)長久健康發(fā)展有著極為重要的促進作用。
1采礦工程中應(yīng)用綠色開采技術(shù)的作用與意義
1.1減少礦山周邊環(huán)境污染和破壞
采礦工程所造成的環(huán)境污染和破壞問題主要表現(xiàn)如下:其一,礦山過多開采所引發(fā)的地表沉降;其二,礦山開采過程中所生產(chǎn)的有毒物質(zhì);其三,礦山開采中引發(fā)的地表植物破壞和生態(tài)環(huán)境惡化;其四,水資源的過度利用、水資源污染等。而在應(yīng)用填充開采、保水開采等綠色開采技術(shù)后,將可以實現(xiàn)廢礦石的充分利用,即將廢礦石重新填充到易沉降區(qū)域,避免形成開采空洞,防止出現(xiàn)地面沉降問題。其次,綠色開采技術(shù)還可以將采礦工程中所產(chǎn)生的廢礦石制作成為建筑采用,用于建筑施工,進而達成廢礦石的回收再利用效果。最后,通過綠色開采技術(shù)對廢礦石等廢棄物進行回收再利用,還能夠降低開采廢棄物對環(huán)境造成的污染,保護礦山周邊的水資源、大氣環(huán)境、降低采礦工作對自然環(huán)境造成的破壞和影響的同時,也能夠降低礦山開采后開采區(qū)域的修復(fù)費用,提高企業(yè)經(jīng)濟效益。
1.2符合可持續(xù)發(fā)展要求
眾所周知,礦山開采不可避免地會對生態(tài)環(huán)境造成破壞和影響,而隨著國家可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的提出和人們環(huán)境保護意識的興起,國家和社會對于采礦工程的關(guān)注性和要求不斷提升,傳統(tǒng)采礦工程所采用的開采技術(shù)已經(jīng)難以滿足相關(guān)要求,礦山企業(yè)在采礦工程中應(yīng)用綠色開采技術(shù)已經(jīng)成為未來采礦工程可持續(xù)發(fā)展的必然方向。此外,為能夠進一步落實可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略,國家出臺了諸多采礦工程環(huán)境保護法律法規(guī),并對污染超標企業(yè)進行整改和處罰。由此可見,礦山企業(yè)需要聯(lián)合相關(guān)科研工作者,結(jié)合采礦工程的實際情況,研發(fā)出更多符合可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略要求的綠色開采技術(shù),并以此來改進采礦工程的開采技術(shù),推進采礦工程實現(xiàn)綠色可持續(xù)發(fā)展目標。
2傳統(tǒng)開采技術(shù)引發(fā)的環(huán)境破壞
2.1土地資源破壞
傳統(tǒng)采礦工程開采過程中會產(chǎn)生大量廢棄物,為避免廢棄物對采礦工程的正常開采造成影響,提高開采效率,通常會將該些廢棄物堆砌在礦山周邊,從而占據(jù)和破壞大量的地面環(huán)境;其次,傳統(tǒng)采礦工程礦山開采將會破壞周邊土地、植被以及水資源,極易引發(fā)土地沙化等生態(tài)環(huán)境破壞問題。此外,由此此種破壞多為不可逆破壞,所以即便是經(jīng)過后期的環(huán)境修復(fù)工作,也難以有效將生態(tài)環(huán)境恢復(fù)到原本狀態(tài);最后,采礦工程所造成的土地資源破壞問題還會與外界分化、雨水沖刷等情況達成共同作用,進而引發(fā)區(qū)域水土流失,進一步造成采礦工程周邊區(qū)域的生態(tài)環(huán)境破壞的同時,還可能會在大雨、地震的自然災(zāi)害因素的影響下,引發(fā)泥石流、山體滑坡等地質(zhì)災(zāi)害,對周邊居民的人身財產(chǎn)安全造成威脅[1]。
2.2水資源破壞
大部分采礦工程均是采用的井下開挖方式,但由于礦山的實際情況不同,其實際開采厚度和開采強度也不盡相同,部分采礦工程在實際開采過程中將可以會出現(xiàn)破壞基巖和松散層中地下含水層的情況,從而導(dǎo)致周邊地區(qū)的地下水水位下降。此外,采礦工程還會引發(fā)地下水徑流改變等情況,該種情況也同樣會引發(fā)地下水水位下降,進而影響到周邊居民及動植物的正常生活,影響到生態(tài)環(huán)境。
2.3大氣污染
傳統(tǒng)的采礦工程中涉及到諸多大型設(shè)備和器械,該些設(shè)備和企業(yè)在實際礦山生產(chǎn)過程中將會產(chǎn)生大量的廢氣,進而對大氣環(huán)境造成污染,影響周邊空氣環(huán)境。其次,礦山中通常會蘊含著大量的瓦斯、二氧化硫、二氧化碳等有毒氣體,該些氣體在進入到大氣環(huán)境中后,便會對大氣環(huán)境造成污染,嚴重的甚至可能會威脅到周邊居民的人體健康。最后,采礦工程所產(chǎn)生的廢棄物在風(fēng)化、雨淋等自然因素的影響下,將會產(chǎn)生大量的粉塵,進而在風(fēng)的影響下,進入到大氣環(huán)境中,污染大氣環(huán)境,甚至有一些粉塵還會進入到水資源、被人體和動物吸入、覆蓋植物葉面,進而對周邊動植物以及水源造成嚴重影響。
3綠色開采技術(shù)在采礦工程中的應(yīng)用
3.1保水開采技術(shù)
在采礦工程中應(yīng)用保水開采技術(shù)不僅可以有效改善礦山周邊生態(tài)環(huán)境,而且還可以提高礦山開采的安全性,實現(xiàn)安全生產(chǎn)目標。保水開采技術(shù)作為綠色開采技術(shù)的一種,其可以有效降低采礦工程中生產(chǎn)過程中所引發(fā)的地下水污染問題,并且不會造成地下水水位下降。在實際應(yīng)用過程中,礦山企業(yè)需要應(yīng)用先進的礦山開采工藝,并在開采過程中結(jié)合地面填充和井下填充系統(tǒng),對采區(qū)進行相應(yīng)的填充支護,保護礦區(qū)周邊的地下水不會受到采空區(qū)沉降所造成的影響,同時還可以提高水資源的利用效率,避免開采過程中出現(xiàn)因裂縫或者大范圍下沉等情況引發(fā)的水資源流失等情況。在實際采礦工程中,礦山企業(yè)還需要結(jié)合采礦工程的實際情況,嚴格制定采礦中的控水和補水標準,并要求井下用水均采用補水的方式,確保各種井下用水方式均能夠符合行業(yè)及國家標準及規(guī)定,以此來控制采礦工程生產(chǎn)過程中,地下水水位不會受到影響。其次,在實際礦山開采過程中,礦山企業(yè)還需要遵循“節(jié)約用水”原則,進行“一水多用”,增加采礦工程生產(chǎn)水資源的重復(fù)利用,降低開采中的水資源消耗[2]。最后,在采礦工程中采用洗水閉路循環(huán),通過此種方式不僅可以降低生產(chǎn)廢水對自然界水資源所造成的污染問題,還能夠?qū)崿F(xiàn)水資源的重復(fù)利用。不過想要進一步增強水資源保護效果,還需要在井下設(shè)置廢水集中儲存設(shè)施,地面設(shè)置廢水處理系統(tǒng)。在地下廢水儲存到一定量后,通過地面的廢水處理系統(tǒng)進行廢水處理,將廢水轉(zhuǎn)化成為可利用水資源,從而實現(xiàn)綠色可持續(xù)發(fā)展效果。
3.2填充開采技術(shù)
填充開采技術(shù)作為一種綠色開采技術(shù),其在采礦工程中應(yīng)用需要遵循“邊開采,邊填充”的原則[3],即在實際采礦工程生產(chǎn)過程中,一方面需要能夠確保礦山開采廢棄物的回收再利用;另一方面需要保證采礦過程中采空區(qū)的有效填充,避免出現(xiàn)采空區(qū)地面沉降等情況。此外,結(jié)合當今填充開采技術(shù)在采礦工程中具體應(yīng)用情況來看,在應(yīng)填充開采技術(shù)以后,將可以有效提高采礦工程的整體安全性,降低采礦工程發(fā)生坍塌等安全事故,有效確保采礦工程人員、設(shè)備安全。填充開采技術(shù)通常是采用膠結(jié)的方式來對采空區(qū)進行有效填充和固定,填充中所使用的矸石通常由河沙、工業(yè)爐渣、礦山生產(chǎn)廢棄物、膠結(jié)劑、水等材料組成[4],在應(yīng)用填充開采技術(shù)時,為確保填充開采技術(shù)能夠發(fā)揮出最大化功能成效,施工人員應(yīng)注意以下幾點內(nèi)容:其一,在使用填充開采技術(shù)時,施工人員需要合理確定填充位置,然后根據(jù)采礦工程的實際情況,合理進行填充澆筑,并在澆筑過程中均勻加入其它材料,嚴格按照設(shè)計標準進行混合攪拌,確保在完成填充后,不會再出現(xiàn)地面沉降等情況[5]。其二,在填充開采技術(shù)實際應(yīng)用過程中,施工人員需要結(jié)合設(shè)計要求,合理選擇廢棄物。例如,對于填充物粘連性要求較高的區(qū)域,應(yīng)與大粒徑的廢棄物打碎成為小粒徑,然后再將廢棄物應(yīng)用到實際填充開采過程中。
3.3煤礦與氣體資源共同開采
采礦工程實際生產(chǎn)過程中經(jīng)常會產(chǎn)生大量氣體,其中部分氣體具有毒性,部分氣體可作為資源進行使用,但無論是何種氣體,在開采過程中若是無法進行有效處理,均可能會污染大氣環(huán)境,進而對周邊居民的日常生活以及身體健康造成影響。例如,煤礦常常會伴生有瓦斯氣體,所以在進行煤礦開采過程中,若是無法對瓦斯氣體進行有效處理,那么不僅會對礦區(qū)周邊大氣環(huán)境造成污染,而且還會導(dǎo)致瓦斯氣體資源浪費,不符合可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略目標。因此,在進行煤礦開采過程中,應(yīng)同時進行煤礦和瓦斯氣體的開采,即結(jié)合煤炭采出后會釋放瓦斯氣體的特點,利用煤炭和瓦斯共采技術(shù),實現(xiàn)瓦斯和煤炭資源的共同開采效果[6]。此外,還可以在煤礦開采前,提前抽空采取巖層中不同形態(tài)的瓦斯氣體,然后在進行煤炭開采,從而實現(xiàn)煤礦和瓦斯氣體的分別開采效果,避免瓦斯氣體在開采過程中對大氣環(huán)境造成污染。通常其他礦區(qū)中存在的氣體可能會有所不同,但也可以采用相類似的方法來降低氣體等大氣環(huán)境造成的污染。
4結(jié)語
傳統(tǒng)采礦工程將會引發(fā)地面沉降、水土流失、環(huán)境破壞、水資源污染等話題。基于此情況,在國家政策和人員環(huán)保意識的影響下,越來越多的礦山企業(yè)開始在采礦工程中應(yīng)用綠色開采技術(shù),從而提高礦產(chǎn)資源的利用率同時,降低采礦工程生產(chǎn)對環(huán)境造成的影響,最終推動采礦行業(yè)實現(xiàn)綠色可持續(xù)發(fā)展。
參考文獻
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作者:張波 單位:晉城市職業(yè)健康技術(shù)保障中心