基于采矿工程中的绿色开采技术应用探究

曹新亮

摘要：为解决矿产开采环境破坏和污染问题，本文以某矿区为例，对其开采前、开采中和开采后采用的绿色开采技术实际应用进行分析，以期为相关人员提供参考。

关键词：采矿;绿色开采;生态环境保护

矿产开采和生态环境保护之间有着十分突出的矛盾，为减少矿产开采对环境造成的影响与破坏，需要在开采中引入一系列绿色开采技术。现以某矿区为例，对其整个生产阶段采用的绿色开采技术做如下分析。

1采前技术

该矿区水土流失和土地沙漠化现象十分严重，基于这种环境，如果没有在开采之前建立一个稳定且良好的生态系统，将无法减轻环境污染，而且也难以抵抗开采可能给环境造成的不利影响。为从根本上避免以往开采方式造成的生态退化与环境污染等问题，企业要在认清自身生产特点的基础上，对矿区范围内的自然生态条件进行充分的考虑，由此创建一个主动式的防治工作模式[1]。

首先要确立目标，即在保证矿区正常开发建设的基础上，减小开采可能给生态系统造成的影响，采用不同措施增强生态环境自身抵抗开采影响的能力，避免生态环境由于开采严重退化，使生态系统依然有相对健全功能，同时可以做到稳定增强。根据相关理论，并结合矿区实际情况与特点，在开采开始前，采用一系列技术措施进行生态功能圈的构建。按照生态学原理，与矿区范围内自然条件和矿区自身开发建设特点为依据，划分不同的区域，如外围防护区、周边绿化区与中心美化区等。其中，外围防护区主要采用植物作为措施，辅以必要的机械措施，比如将现有的生态林之前的乔木为主和乔灌结合改造成草本为主和草灌结合;周边绿化区将水土保持、混交造林和综合治理等作为核心，在中心区的周边创造一个常绿林，以发挥预期的水土保持功能;中心美化区则是将生态系统优化、人工调控导向及抗逆树种选择与抚育管理等作为核心，将包含水土保持、植被建设、园林建造、景观建造和市政建设等在内诸多技术集为一体，并与之前介绍的两个区域相配合，形成三位一体的综合生态保护区。

2采中技术

2.1无岩巷布置和矸石利用

采用传统开采方式时，会产生很多煤矸石，除了占用大量土地，对水源造成污染，而且还容易发生自燃。对此，可通过无岩巷布置来减少矸石产生，具体实现方法包括：①分层开拓;②取消盘区划分;③全煤巷布置;④使立交巷道实现平交化。在此基础上，通过废巷充填和贮矸硐室充填，使矸石不再升井。另外，对矸石进行资源化利用，如可利用矸石进行发电等，新建矸石热电厂，或对矸石进行分层堆放与覆土等，减少矸石造成的环境破坏及污染[2]。

2.2水利用

针对该矿区水资源相对匮乏的实际情况，将污水地面处理和二次循环利用作为中心，严格遵循对单循环环节进行加长和尽可能多次利用等基本原则，先在地面污水处理单元对生产和生活污水进行处理，然后处理后的水再回用于生产生活或植被灌溉，以此形成一个覆盖多个层次的综合水资源循环系统，在减少水资源消耗及浪费的同时，有效防止污染。

生产实践过程中，可针对矿井水引入采空区过滤及净化二次回用技术，以此在减少外排的同时，使矿井水实现资源化。其中，采空区过滤是指在采用有效安全防护措施的基础上，将生产时产生的污水均注入到采空区内，使采空区变成一个可实现蓄水与净化处理的水库，完成净化后，再采用辅助设施将其采空区中引出，回用到生产生活当中，以此从根本上改变以往复杂繁琐的方式，减少污水处理方面的成本，并能使排水系统得以很大的简化[3]。

2.3粉尘治理

该矿区有很高的开采强度，开采时会用到很多机械设备，所以开采过程中粉尘浓度经常超标。对此，在创新现有防尘技术的基础上，引入其它新技术，并在源头上和全过程中提高防尘管理力度。比如，为采掘设备加装喷雾装置，在采掘面的下风侧设置防尘装置，在综采面所用喷雾水箱内加入粉尘颗粒捕捉剂，引入触点式降尘器并安装相应的自动监控系统。通过对以上各项技术的应用，能将综采面下风侧空气中粉尘浓度降低到10.7mg/m3，井下降尘效果得以大幅改善。除井下防尘外，还应注重地面防尘，比如采用封尘剂与加强装车封闭等措施，减少整个运输过程的粉尘产生[4]。

2.4热能利用

该矿区冬季气温很低，为不影响生产，冬季需采用供热设备对进风井处空气进行加热。之前采用的供热方式为直接使用锅炉供热，这样不仅需要消耗很多燃煤，而且还会产生大量温室气体。对此，为减少能源消耗与排放，使资源得以最大程度的循环利用，基于该矿井的回风相对稳定且风量较大等实际特点，决定引入回风低温热能回收技术，也就是借助回风源热泵对矿井中的低温热能进行回收，以此为加热过程提供热源，这样能在解决供暖问题的同时，减少燃煤消耗与温室气体排放，进而提升矿区生产的节能和环保水平。以该矿井的某风井为例，在引入以上技术后，一年可减少3600t的燃煤和68.2万kW·h的电量，折合费用近160万元，此为还能减少约9000t的温室气体排放，表现出极为显著的节能减排效果。

3采后技术

根据沉陷区形成后其生态环境发生的变化可知，沉陷并不会对植被和土壤中的水分及养分造成太大影响，生态环境没有因为沉陷区而遭到严重的破坏。基于此，根据水分承载力和植被之间的关系，对沉陷区范围内的植被进行针对性的修复，以此彻底解决沉陷区形成后长时间贫瘠的问题[5]。

其中，植被修复可采用以下两种方法：其一，封育修复，适用于原植被相对良好的情况，充分利用生态系统具有的自我调节及修复能力，达到自然恢复的目的。如前所述，沉陷并不会给植被造成太大的影响，由于植物根系有很强的修复力，所以通过封育就可以达到良好的修复效果;其二，人工辅助修复，适用于原植被条件相对较差的情况，具体可通过补设沙障与补喷草籽来使沙面保持稳定，间接提高植被的覆盖率。

在生态功能优化方面，应遵循因地制宜的原则通过乡土植物种植来提高区域的植被覆盖率，并保证生物多样性，在条件允许时还应发展生态产业，以此在恢复与改善生态功能的基础上，充分发挥生态经济[6]。

对露天采区进行土地复垦也是一项重要内容，通过边剥离边回填，在分层开采完成后，根据原土层的顺序进行分层回填。由于露天开采对原有的土壤结构造成了很大破坏，使土壤理化性质与养分均大幅下降，所以必须重视土壤改良，具体可采用黏土进行改良，尤其是复垦区中结构比较松散的土壤，可通過加垫黏土来改良，通过对黏土和原土壤的充分混合，提高土壤黏度，并形成团粒状的结构，最终起到保水保肥作用。

4结语

综上所述，绿色开采实际上是一个贯穿整个采矿过程的课题，即在开采前、开采中与开采后都要严格贯彻绿色生态的思想，然后根据生产实际，引入合理可行的技术措施，只有这样才能真正达到预期的绿色生态目标。

参考文献：

[1]丁晓圆.浅谈采矿工程中绿色开采技术的相关应用[J].矿业装备，2020（05）：116-117.

[2]王贵福.绿色开采技术在采矿工程中的应用研究[J].世界有色金属，2020（10）：35-36.

[3]彭巨廷.基于采矿工程中的绿色开采技术应用探究[J].当代化工研究，2020（10）：107-108.

[4]高翔宇.绿色开采技术在采矿工程中的应用研究[J].建材与装饰，2020（10）：215-216.

[5]路振毕，张东，杨和平.浅谈采矿工程中绿色开采技术的相关应用[J].冶金与材料，2018，38（05）：127+129.

[6]李治学.浅谈采矿工程中绿色开采技术的相关应用[J].中国科技信息，2013（20）：32-33.