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摘要:采矿过程中使用绿色采矿技术,能够尽可能减少采矿活动对环境所产生的影响,在合理利用资源基础上优化采矿技术,形成有效而连续的采矿作业模式,同时还能够兼顾社会以及环境因素,确保采矿作业经济效益的同时,提升其社会价值。在实践中,根据矿区实际情况灵活选择绿色采矿技术非常重要。
关键词:采矿工程;绿色开采技术;应用
1导言
当前,我国的采矿工作经常由于技术利用不当对周边环境造成了不可逆的影响和破坏,例如破坏了原始覆岩层结构导致水体污染,土壤结构遭到破坏,严重的可能会引起地基下陷,造成不可修复的环境问题。因此,绿色开采技术的运用势在必行,我们可以通过研究绿色开采技术推动采矿工程安全稳定的运行,提高采矿工程的实际效率,同时维护资源的可持续。
2传统采矿技术对环境的影响
第一,水资源污染。开采矿产资源时,地下水径流将受到严重破坏,地下水不断涌现会让地下水位持续下降,容易引发漏斗问题,若开采时出现此问题,将对矿区地下水文情况造成严重影响。此外,由于该区域地下水文结构发生改变,大量沟渠会面临干涸问题,地下水的大量缺失会对地表植被生长造成严重影响,如果不进行处理,植被会大面积死亡,失去了植被保护土壤中的水分会快速流失,进而引发土地荒漠化问题。第二,大气污染。传统的矿产资源开采方式不仅仅会对地质和水文造成影响,还会影响大气资源的质量。粗放式的采矿方式会破坏底层污染空气,严重的会引发局部温室效应。以往的采矿方式,耗费的时间较长,周期运转缓慢,在这一过程中一旦地表以下的有毒气体泄漏,就犹如打开了潘多拉的盒子,造成瓦斯气体、二氧化硫等毒气在一定范围空间内弥漫,一旦吸入,会威胁到工作人员和周边居民的生命安全,同时也对大气造成了严重的污染。除此之外,采矿工程中的粉尘废弃物也有可能在季风的作用下进入到空气循环中,给人体造成吸入式风险。第三,土地资源污染。除对空气以及水资源造成影响外,采矿作业对于土地的破坏也十分明显,大量开采地下煤炭以及天然气资源,改变了矿区地下结构,使得地面出现大规模沉降,同时由于地形形貌改变导致植被无法生长,引发了严重的土地荒漠化问题,从长远来看不利于社会经济持续发展。
3采矿工程中绿色开采技术的应用
3.1综合利用固体废弃物
在矿产资源的开采过程中,容易形成各种不同类型的固体废弃物,最常见的包括煤矸石、矿渣等物质。这些废弃物可以给环境造成损害,但是同样可以变废为宝,加速废弃资源的循环使用,减少由于固体废弃物的堆砌可能会造成的大气和土壤污染。因此,采矿企业可以将固体废弃物质进行二次利用,例如将尾矿进行提炼,利用煤渣继续进行施工,采取这些方式可以将固体废弃物变成施工材料,避免了废弃物对于土地等资源的破坏与占用。同时,采矿企业也可以将石灰乳混合黄土,进行混合注浆处理,对一般的固体废弃物进行灭火焚烧,保持无害化处理的宗旨。除此之外,在矿产资源开采完毕之后,采矿企业应当注重对于当地环境资源的保护,进行退耕还林等操作,提高周边生态环境的整体质量,有利于后续的采矿施工。
3.2共同开采技术
瓦斯与煤共同开采也是绿色采矿技术的一个重要组成部分,从类型上看,瓦斯属于温室气体,但是由于瓦斯经过充分燃烧不会产生有毒有害气体,因此可以将其作为一种清洁能源加以利用,与传统化石能源相比,瓦斯对于环境的污染较少。由于瓦斯具有易燃易爆的特点,如何对瓦斯进行安全开采一直都是绿色采矿技术的关键环节。在具体开采过程中,为了提升在确保瓦斯开采安全性基础上提升瓦斯开采效率,需要从三个方面入手进行优化:正式进行瓦斯开采工作时,相关工作人员需要根据实际开采环境,制定有针对性的开采计划。为了避免在后期的实际开采过程中出现安全事故,工作人员在开采作业前必须先提取煤层中的隐性瓦斯,为以后开展的瓦斯采集工作提供安全保证。经过实际研究发现,大多数采矿项目的煤层透气性均较低。
为了确保瓦斯提取工作能够顺利开展,需要运用瓦斯煤炭共同开采技术,所谓煤与瓦斯联合开采技术的原理是,煤矿开采完成后,根据围岩压力降低的特点,工人应尽快在采空区开采瓦斯。很多已经废气的矿井中还储存了大量瓦斯,这是对能源的一种浪费,因此工作人员需要利用先进的开采技术对这些地下瓦斯进行收集。这里需要注意的是,工作人员需要先对废气矿井岩土裂隙分布情况进行全面勘察,并以此为基础制定适宜的瓦斯采集计划,通过这种方式顺利对废气矿井中的瓦斯能源进行采集,提升能源利用效率。
3.3保水开采
保水开采是近些年被广泛发掘和使用的新型绿色开采技术之一,保水开采技术能够有效的减轻传统开采技术可能造成的环境风险,比如开采之后带来的地表沉降、地下水污染流失等问题。使用保水开采技术能够充分的挖掘地下矿产资源,提高工作效率,减轻了由于传统开采对环境造成的污染[3]。保水开采技术通常会使用采煤工艺和地面灌浆工艺来保护周边的水体资源,一般来说,工作人员可以通过保水开采对于矿井用水进行科学的规划,减少对水资源的无端消耗,保证井下消防和生产用水的用水需求量。另外一方面,工作人员在选择煤泥水设备时,应当要考虑到稳定性和安全性两个要素,对于矿产资源的地面生产系统进行完善和优化,必要时可以将水资源进行重复利用,进行洗水闭路循环,采取保水开采技术,显著提高水资源的利用效率,减轻采矿过程中的水资源浪费情况。除此之外,工作人员也可以设置事故浓缩机,对于采矿过程产生的泥水进行高效处理,维护地面生产系统的和谐稳定。
3.4矸石处理
开展采矿工作时,矸石排出量很高。矸石排出一方面会影响地表环境,另一方面由于其内部含有一定量的可燃物,在特定条件下还会燃烧,进而产生有毒有害气体污染空气,由此可以看出,如果不对矸石进行妥善处理,会同时产生固体废料以及有毒有害气体,对环境造成严重影响。传统采矿模式中,矸石处理技术较为粗放,导致该问题长期得不到有效解决。运用绿色采矿技术之后,针对矸石问题主要有下面几种解决措施:第一种是覆盖法,使用开矿现场其他物品对矸石进行覆盖,通过这种方式减少矸石影响范围,这种方式的优势在于技术简单、成本低;第二种是化学分解法,工作人员根据矸石化学性质,选择相应的化学制剂对矸石进行分解处理,这种处理方法的优势在于通过化学反应能够在分解矸石的过程中提炼出一些有用的金属物质,减少矸石对于环境所产生的污染的同时,提升矸石使用价值。
3.5地下气化技术
地下气化技术主要是依靠热化学反应直接将矿产废弃物进行气化处理,实现资源的转换利用,将其转化为燃气资源,直接实现高效的废物利用。相比于传统的废物处理方式,地下气化技术可以更加高效的实现资源的转换,最大限度的减小污染物对环境的影响。但是在地下气化技术的实际应用,对于采矿工作人员控制气体污染的能力也提出了更高的要求,在未来,地下气化技术有望得到进一步的挖掘和发展。
结束语
总之,将绿色开采运用在采矿工程中能够有效的保护矿山周围的自然环境,实现清洁生产,避免采矿作业给周边的自然环境要素造成破坏。工作人员应当综合利用保水开采、煤炭瓦斯共采技术、无煤柱开采、地下气化等多项技术,维护矿产资源开采过程中的环境效益,落实清洁生产、绿色生产的时代号召,还应当增加绿色开采技术的研究力度,拓宽其未来应用前景,全面推动我国采矿工程领域环保、持续开展。
参考文献:
[1]苏海霞,李海霞,徐磊.采矿工程中绿色开采技术的应用[J].内蒙古煤炭经济,2020(03):166+168.
[2]李金刚.浅谈绿色开采技术在采矿工程中的应用[J].世界有色金属,2020(02):37-38.
[3]帅志红.绿色开采技术在采矿工程中的应用研究[J].当代化工研究,2020(02):57-58.
[4]赵嵛.浅析采矿工程中绿色开采技术的相关应用[J].内蒙古煤炭经济,2019(19):201-202.