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【摘要】隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的不斷發(fā)展，國(guó)家政府及國(guó)民對(duì)于生態(tài)環(huán)境保護(hù)的意識(shí)越來(lái)越強(qiáng)，而礦產(chǎn)作為發(fā)展我國(guó)經(jīng)濟(jì)的主要產(chǎn)業(yè)之一，其傳統(tǒng)的開(kāi)采技術(shù)嚴(yán)重破壞了我國(guó)的生態(tài)環(huán)境。因此，相關(guān)工作人員應(yīng)大力推廣綠色開(kāi)采技術(shù)，助力我國(guó)的生態(tài)環(huán)境建設(shè)。本文主要分析傳統(tǒng)開(kāi)采技術(shù)對(duì)于環(huán)境的影響，并深入探討綠色開(kāi)采技術(shù)在我國(guó)采礦工程中的具體應(yīng)用措施。

【關(guān)鍵詞】采礦工程；綠色開(kāi)采；開(kāi)采技術(shù)

0前言

礦產(chǎn)是大自然饋贈(zèng)給人類的主要天然資源之一。近年來(lái)，我國(guó)的采礦工程不斷發(fā)展壯大，與之相關(guān)的生態(tài)環(huán)境問(wèn)題也逐漸顯露出來(lái)。綠色開(kāi)采技術(shù)是工作人員針對(duì)我國(guó)生態(tài)環(huán)境保護(hù)現(xiàn)狀探討出的新型采礦技術(shù)，將綠色采礦技術(shù)有效地應(yīng)用于采礦工程可以減少因采礦工作而導(dǎo)致的環(huán)境污染等問(wèn)題。工作人員應(yīng)該不斷探索綠色采礦技術(shù)的相關(guān)應(yīng)用，使其向多元化的方向發(fā)展。

1綠色采礦技術(shù)的概念

隨著國(guó)家的發(fā)展和壯大，我國(guó)的金屬礦業(yè)發(fā)展迅猛，但相關(guān)的生態(tài)環(huán)境問(wèn)題也隨之而來(lái)，如重金屬污染、酸性廢水污染等。為了國(guó)家的發(fā)展，重要的金屬礦石開(kāi)采工作無(wú)法停止，但是利用傳統(tǒng)的開(kāi)采技術(shù)繼續(xù)礦石開(kāi)采就會(huì)嚴(yán)重影響我國(guó)的生態(tài)環(huán)境建設(shè)，這對(duì)我國(guó)的發(fā)展也不利。因此，工作人員探索出一條新的礦石開(kāi)采道路，即綠色采礦技術(shù)。綠色采礦技術(shù)就是利用相關(guān)的環(huán)境保護(hù)知識(shí)及技術(shù)，在采礦工程中降低因采礦導(dǎo)致的環(huán)境污染問(wèn)題，并提高礦產(chǎn)資源的利用率。綠色采礦技術(shù)將環(huán)境保護(hù)理念有效地融入采礦技術(shù)當(dāng)中，在保證我國(guó)礦石開(kāi)采工作的基礎(chǔ)上能夠最大限度地減少因礦產(chǎn)開(kāi)采而導(dǎo)致的環(huán)境污染問(wèn)題[1]。在傳統(tǒng)的礦石開(kāi)采過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生大量的有害廢棄物導(dǎo)致環(huán)境污染，嚴(yán)重影響采礦工程周邊的生態(tài)環(huán)境，利用綠色開(kāi)采技術(shù)，工作人員可以有效減少在采礦活動(dòng)中有害廢棄物的排放，滿足我國(guó)節(jié)能減排的實(shí)際要求。在進(jìn)行礦石開(kāi)采的工作之前，工作人員需要對(duì)采礦地點(diǎn)開(kāi)展水文、地質(zhì)信息勘察，并對(duì)其進(jìn)行分析，這一過(guò)程可以使工作人員深入了解當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境及采礦過(guò)程中可能產(chǎn)生的安全隱患，還可以助力伴生資源的開(kāi)發(fā)。在傳統(tǒng)的采礦工作中，工作人員進(jìn)行礦產(chǎn)資源開(kāi)采的同時(shí)會(huì)對(duì)周邊的環(huán)境造成很大的污染，但是如果將綠色開(kāi)采技術(shù)應(yīng)用于采礦工程，就可以有效保護(hù)采礦環(huán)境，穩(wěn)定周邊生態(tài)環(huán)境和金屬礦石開(kāi)采的均衡性。

2傳統(tǒng)采礦技術(shù)對(duì)環(huán)境的污染

傳統(tǒng)的采礦技術(shù)會(huì)對(duì)周邊的水資源、空氣以及土地資源造成嚴(yán)重的污染。首先是水資源污染。在開(kāi)采礦石的過(guò)程中會(huì)嚴(yán)重影響礦區(qū)地下水的流量和水質(zhì)，有時(shí)可能會(huì)使地下水發(fā)生滲漏問(wèn)題。同時(shí)，采礦工程的各種施工問(wèn)題會(huì)對(duì)礦區(qū)土壤的水文結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響，使其發(fā)生變化，進(jìn)而使一些自然溝渠干涸，這些水資源的變化會(huì)影響土地上各種植被的生長(zhǎng)，使其大范圍死亡，引起土地荒漠化問(wèn)題。其次是空氣污染。在采集礦石的過(guò)程中不可避免地會(huì)有大量的有害氣體釋放到大氣中，這些氣體是導(dǎo)致全球變暖的主要因素之一。大部分企業(yè)還沒(méi)有礦石開(kāi)采的環(huán)境保護(hù)意識(shí)，即使企業(yè)認(rèn)識(shí)到礦石開(kāi)采所釋放的氣體會(huì)對(duì)空氣造成影響，也會(huì)由于市場(chǎng)對(duì)于礦石的需求不斷擴(kuò)大以及可觀的經(jīng)濟(jì)收益，仍然保持較高的開(kāi)采率，為國(guó)家的環(huán)境治理增加一定的工作難度。最后是土地資源的污染。礦石開(kāi)采會(huì)對(duì)附近的土地結(jié)構(gòu)造成較大的破壞，嚴(yán)重影響了土地上的植被生長(zhǎng)和發(fā)育，造成土地荒漠化的現(xiàn)象。無(wú)論是出于環(huán)境保護(hù)的目的，還是為了提升礦產(chǎn)的利用率，相關(guān)的礦產(chǎn)開(kāi)采企業(yè)都應(yīng)該著手應(yīng)用綠色開(kāi)采技術(shù)。

3綠色開(kāi)采技術(shù)在采礦工程中的應(yīng)用

3.1矸石處理

矸石是礦產(chǎn)開(kāi)采過(guò)程中所排放的主要污染物之一，如圖1所示，它是煤的灰分增加的主要原因之一。在我國(guó)的采礦工程發(fā)展的過(guò)程中，有5億t以上的矸石隨著礦石開(kāi)采而被排放。統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，凡大面積采煤并對(duì)矸石進(jìn)行處理的區(qū)域都會(huì)出現(xiàn)不同程度的塌陷問(wèn)題，例如山東巨野煤礦區(qū)就因?yàn)榈孛嫠菪纬闪嗣娣e為500多km2的人工淺盆地，嚴(yán)重影響了當(dāng)?shù)鼐用竦恼Ｉ?，?萬(wàn)多戶居民被迫搬遷。矸石含有易燃性氣體，且開(kāi)采過(guò)程中會(huì)排放大量有毒氣體，除了會(huì)污染空氣環(huán)境之外，還有可能會(huì)發(fā)生自燃，因此礦石開(kāi)采產(chǎn)生的矸石對(duì)環(huán)境污染及安全威脅非常大。在傳統(tǒng)的開(kāi)采過(guò)程中，工作人員對(duì)矸石的認(rèn)識(shí)不足，所采用的處理手段也比較落后，導(dǎo)致各個(gè)礦產(chǎn)開(kāi)采企業(yè)遲遲無(wú)法解決矸石排放的問(wèn)題。為了保護(hù)我國(guó)生態(tài)環(huán)境的發(fā)展和建設(shè)，同時(shí)保證礦石開(kāi)采工作的安全，國(guó)家及政府根據(jù)每個(gè)地區(qū)的開(kāi)采現(xiàn)狀出臺(tái)大量的扶持政策，工作人員也應(yīng)將綠色開(kāi)采技術(shù)應(yīng)用于礦石開(kāi)采工作當(dāng)中，避免在開(kāi)采礦石時(shí)因大量的矸石排放對(duì)周邊的環(huán)境造成污染。相關(guān)的研究人員根據(jù)對(duì)矸石成分的分析情況已經(jīng)研究出一些有效的綠色處理矸石的方法，由于各個(gè)地區(qū)開(kāi)采出的矸石成分都不盡相同，因此工作人員需要根據(jù)開(kāi)采的矸石成分合理選擇有效的處理方式[2]。一些工作人員在進(jìn)行矸石處理時(shí)可以采用材料覆蓋法減少矸石對(duì)周邊環(huán)境的污染，這個(gè)方法最主要的優(yōu)勢(shì)是技術(shù)比較簡(jiǎn)單、產(chǎn)生的效果比較好。工作人員還可以根據(jù)矸石的化學(xué)性質(zhì)選擇適當(dāng)?shù)奈镔|(zhì)對(duì)其進(jìn)行分離，即化學(xué)分離法，它可以有效去除矸石中的金屬物質(zhì)，減少矸石對(duì)環(huán)境的污染，同時(shí)提高相應(yīng)的使用價(jià)值。在矸石被處理分離之后，其內(nèi)部的物理結(jié)構(gòu)和化學(xué)特性可以達(dá)到建筑材料的相應(yīng)使用標(biāo)準(zhǔn)，利用此開(kāi)采技術(shù)對(duì)矸石進(jìn)行處理可以有效提升矸石的使用價(jià)值，降低我國(guó)建筑建設(shè)行業(yè)的材料購(gòu)進(jìn)成本，同時(shí)也減少了矸石在礦產(chǎn)開(kāi)采過(guò)程中對(duì)周邊環(huán)境的污染。

3.2礦山礦區(qū)的充填技術(shù)

從我國(guó)的礦產(chǎn)資源分布來(lái)看，我國(guó)的天然露天礦產(chǎn)資源較少，地下礦產(chǎn)資源比較豐富，因此在進(jìn)行礦產(chǎn)開(kāi)采工作的過(guò)程中，工作人員需要進(jìn)行開(kāi)挖礦井工作，才能夠有效開(kāi)采地下豐富的礦產(chǎn)資源。但是開(kāi)挖礦井勢(shì)必會(huì)對(duì)當(dāng)?shù)氐耐恋貙咏Y(jié)構(gòu)造成破壞，且要使相關(guān)的開(kāi)采設(shè)備能夠順利進(jìn)入礦井，在進(jìn)行采礦工作的過(guò)程中，工作人員需要提前清空巷道，在地下設(shè)立采礦活動(dòng)空間供工作人員進(jìn)行礦采工作。如果在這一過(guò)程中，相關(guān)工作人員沒(méi)有對(duì)井下做好支護(hù)工作，就容易引起礦區(qū)內(nèi)部地層的沉降或塌陷問(wèn)題。在進(jìn)行礦產(chǎn)開(kāi)采的過(guò)程中，如果采空區(qū)上覆巖層的原始應(yīng)力平衡遭到破壞，發(fā)生斷裂或彎曲的移動(dòng)變形，最終形成一個(gè)比原始采空區(qū)面積大得多的近似橢圓形的下沉盆地，即礦區(qū)塌陷地，如圖2所示。因采礦工程導(dǎo)致的礦區(qū)塌陷地不僅會(huì)對(duì)礦區(qū)開(kāi)采的工作產(chǎn)生巨大的影響，對(duì)周邊人們的交通、通信、水利設(shè)施等也會(huì)產(chǎn)生一定的影響作用，同時(shí)還會(huì)導(dǎo)致當(dāng)?shù)鼐用衽c礦產(chǎn)開(kāi)采企業(yè)因經(jīng)濟(jì)賠償、人員安置等問(wèn)題產(chǎn)生矛盾糾紛，嚴(yán)重影響我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展建設(shè)和當(dāng)?shù)孛裆鷨?wèn)題。因此，工作人員要合理運(yùn)用綠色開(kāi)采技術(shù)的礦山礦區(qū)填充技術(shù)對(duì)采礦地點(diǎn)的采空區(qū)進(jìn)行填充，避免因礦區(qū)塌陷導(dǎo)致的財(cái)產(chǎn)損失和人員傷害。在進(jìn)行礦區(qū)礦山填充時(shí)，最主要的就是填充材料的選擇。綠色開(kāi)采的礦山礦區(qū)填充技術(shù)與傳統(tǒng)開(kāi)采技術(shù)相比最大的區(qū)別就在于所選擇的填充材料為綠色環(huán)保材料。工作人員需要將填充的固體廢料加水軟化后使其具有一定的稠度，再將其應(yīng)用于采空區(qū)的加固工作當(dāng)中，這樣的加固方式可以有效控制采空區(qū)的土壤沉降問(wèn)題，同時(shí)還能夠降低井底的溫度，改善采礦區(qū)域的工作環(huán)境。在礦山礦區(qū)填充的過(guò)程中，工作人員可以利用水泥對(duì)一些縫隙進(jìn)行填充，這樣可以使填充材料與矸石在較短的時(shí)間粘連在一起，并形成覆蓋層，保證了礦區(qū)的穩(wěn)定性，有效減少土壤沉降問(wèn)題。

3.3將混合采礦技術(shù)應(yīng)用于礦產(chǎn)資源開(kāi)采中

在礦產(chǎn)開(kāi)采的過(guò)程中，工作人員開(kāi)采的各種物質(zhì)不都是可用的，會(huì)有其他的物質(zhì)伴隨礦產(chǎn)開(kāi)采而產(chǎn)出，不可避免地就會(huì)有廢物隨之排放。工作人員使用傳統(tǒng)的開(kāi)采技術(shù)無(wú)法對(duì)開(kāi)采的廢物進(jìn)行有效處理，而綠色開(kāi)采技術(shù)可以有效解決這一問(wèn)題。工作人員可以使用礦石和瓦斯等混合采礦技術(shù)對(duì)礦產(chǎn)資源進(jìn)行開(kāi)采，不僅可以有效開(kāi)發(fā)礦產(chǎn)資源，還可以在此基礎(chǔ)上獲得瓦斯資源，有效提高礦產(chǎn)采集過(guò)程中的有效物含量。這樣的開(kāi)采技術(shù)可以使得到的有效資源高于兩項(xiàng)單獨(dú)開(kāi)采過(guò)程的總和，并減少相應(yīng)的時(shí)間成本和資金投入，大大提高了采礦工作的工作效率[3]。除了礦石與瓦斯混合開(kāi)采之外，工作人員還可以對(duì)煤和瓦斯進(jìn)行混合開(kāi)采，在開(kāi)采煤礦資源時(shí)，由于壓力下降，礦區(qū)內(nèi)會(huì)釋放大量的瓦斯，這時(shí)工作人員就可以同時(shí)收集瓦斯資源和煤礦資源，對(duì)礦區(qū)內(nèi)的資源進(jìn)行有效開(kāi)采。瓦斯作為現(xiàn)代的主要清潔能源，可以在空氣中完全燃燒，燃燒所產(chǎn)生的氣體也不會(huì)污染環(huán)境，但是工作人員在采集瓦斯時(shí)要注意開(kāi)采安全，不能出現(xiàn)明火，以防發(fā)生火災(zāi)。為了有效防止礦產(chǎn)開(kāi)采過(guò)程中出現(xiàn)安全問(wèn)題，工作人員應(yīng)在開(kāi)采瓦斯之前從煤層抽出瓦斯，并利用如圖3所示的瓦斯抽放綜合參數(shù)測(cè)定儀對(duì)瓦斯進(jìn)行含量檢測(cè)，為之后的瓦斯采集工作提供安全保障。在采集瓦斯工作結(jié)束之后，礦區(qū)的采空區(qū)內(nèi)往往還會(huì)存在大量的瓦斯，造成資源浪費(fèi)，因此工作人員在采集瓦斯的過(guò)程中要使用較為先進(jìn)的采集設(shè)備對(duì)瓦斯進(jìn)行收集，避免出現(xiàn)浪費(fèi)現(xiàn)象。

3.4使用保水的綠色采礦技術(shù)

金屬礦保水開(kāi)采技術(shù)主要是針對(duì)礦產(chǎn)開(kāi)采過(guò)程中對(duì)周邊水資源的污染問(wèn)題。在礦石開(kāi)采的過(guò)程中，相關(guān)的采礦操作會(huì)使地下水流失，并對(duì)周邊的水資源造成污染。水資源是人類賴以生存的重要自然資源之一，工作人員在進(jìn)行礦石開(kāi)采的過(guò)程中要貫徹綠色開(kāi)采理念，保護(hù)水資源不受到污染。在實(shí)際的開(kāi)采過(guò)程中，工作人員可以采用保水開(kāi)采技術(shù)對(duì)地下水流失進(jìn)行控制。在傳統(tǒng)的礦石開(kāi)采過(guò)程當(dāng)中，工作人員在對(duì)礦層地下開(kāi)采之后會(huì)導(dǎo)致礦床疏干，持續(xù)性抽取地下水資源，使其水位不斷降低，泉水量不斷減少，最終導(dǎo)致地面塌陷，圖4為地下水超采的危害示意。而綠色開(kāi)采技術(shù)利用煤炭提取和灌漿技術(shù)可以有效節(jié)約礦產(chǎn)開(kāi)采過(guò)程中對(duì)地下水資源的使用。在進(jìn)行實(shí)際的開(kāi)采工作時(shí)，工作人員需要對(duì)開(kāi)采地區(qū)當(dāng)?shù)氐耐寥拉h(huán)境、地下水資源等信息進(jìn)行采集，依照相關(guān)的采集數(shù)據(jù)合理選擇保水開(kāi)采技術(shù)。與傳統(tǒng)的開(kāi)采技術(shù)相比，保水開(kāi)采技術(shù)可以有效減少礦產(chǎn)開(kāi)采對(duì)地下水資源的影響，同時(shí)還能夠規(guī)范礦山水資源的應(yīng)用。相關(guān)管理部門需要根據(jù)開(kāi)采地區(qū)的水源基本條件合理制定礦山用水規(guī)范，在保證開(kāi)采工作順利進(jìn)行的前提下，實(shí)施節(jié)約用水政策，并實(shí)現(xiàn)多用途用水，有效減少污水排放。在礦山開(kāi)采的過(guò)程中，工作人員還需要對(duì)開(kāi)采所產(chǎn)生的污水進(jìn)行有效處理，盡量將污水重復(fù)使用，經(jīng)過(guò)處理后的污水可以用于消防滅火、灑水系統(tǒng)或生產(chǎn)系統(tǒng)，以科學(xué)技術(shù)為依靠，有效減少礦產(chǎn)開(kāi)采過(guò)程中的水資源浪費(fèi)。

3.5支護(hù)技術(shù)和廢石加工技術(shù)

支護(hù)技術(shù)是礦產(chǎn)開(kāi)采工作中重要的采集技術(shù)之一，它可以有效提高礦山的采收率，并保證礦山開(kāi)采工作的順利進(jìn)行。該技術(shù)主要用于礦山開(kāi)采的道路穩(wěn)定支撐，使相關(guān)工作設(shè)備在有效支護(hù)的情況下能夠正常運(yùn)行。隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)水平的不斷發(fā)展，礦產(chǎn)采集的深度正在不斷增加，對(duì)相關(guān)的采礦支護(hù)技術(shù)的要求也越來(lái)越高[4]。工作人員在采礦現(xiàn)場(chǎng)所要求的支護(hù)技術(shù)的支撐時(shí)間越來(lái)越長(zhǎng)，這就需要工作人員合理運(yùn)用支護(hù)技術(shù)，保證其礦山開(kāi)采道路的穩(wěn)定支撐，圖5為某采礦工程采用的深基坑支護(hù)技術(shù)施工方法。在礦產(chǎn)開(kāi)采過(guò)程中合理運(yùn)用支護(hù)技術(shù)不僅可以提高礦產(chǎn)采集的工作效率，還可以減少礦產(chǎn)采集對(duì)周邊環(huán)境的破壞，有效實(shí)現(xiàn)綠色開(kāi)采。在礦產(chǎn)開(kāi)采的過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的廢石，其會(huì)對(duì)周邊的環(huán)境造成影響，部分廢石還會(huì)在高溫下發(fā)生自燃，嚴(yán)重威脅采礦人員的生命安全。因此，工作人員在貫徹綠色采礦理念的過(guò)程中，要將廢石加工技術(shù)作為工作的重點(diǎn)之一。在傳統(tǒng)的礦石開(kāi)采工作當(dāng)中，工作人員常常使用沉積的方式對(duì)廢石進(jìn)行處理，但這樣只會(huì)使廢石的數(shù)量隨著礦石的開(kāi)采不斷增加，并對(duì)周邊環(huán)境產(chǎn)生嚴(yán)重的污染，無(wú)法有效處理廢石。工作人員可以采用物理和化學(xué)的綠色開(kāi)采方法溶解廢石材料，同時(shí)需要積極探索廢石材料的可利用率，有效提高開(kāi)采礦石的利用率。

4結(jié)論

隨著國(guó)家對(duì)生態(tài)環(huán)境建設(shè)的重視，采礦工程也聚焦于工程進(jìn)行中的環(huán)境保護(hù)工作。綠色開(kāi)采技術(shù)可以有效減少礦石開(kāi)采工作對(duì)周邊空氣環(huán)境、水資源以及土地資源的影響，工作人員可以對(duì)矸石進(jìn)行有效的處理，并采用混合采礦技術(shù)、保水開(kāi)采技術(shù)、支護(hù)技術(shù)和廢石加工技術(shù)等減少礦產(chǎn)采集對(duì)周邊環(huán)境的污染作用，有效保護(hù)我國(guó)的生態(tài)環(huán)境。

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作者:崔曉林 雷高 吳亞君 單位:湖北三鑫金銅股份有限公司