赤峰天硕安全技术有限责任公司 内蒙古赤峰 024005
摘要:经济社会的快速发展对矿产资源的需求日益增长,金属非金属矿山矿山的数量及规模迅速增加,造成的环境污染问题日益严重。为减少对环境的污染和破坏要,相关单位要积极采用绿色环保的开采技术,实现矿山开采的节能减排和可持续发展。
关键词:地下;矿山;绿色开采技术
引言
在矿产资源的采矿过程中,会带来很大的经济效益,但也会造成很严峻的环境管理问题。通过分析采矿工程中存在的具体问题,提出绿色开采在采矿工程中应用的重要性,进而提出绿色开采在采矿工程中的具体应用技术,希望能提高矿产资源的利用率,更好的发挥矿产资源的经济效益避免缓解环境破坏问题。
1目前矿山开采对环境造成的破坏
1.1破坏污染土地资源
传统能源开采技术中对于存在于地表上的矿体,尤其是煤矿和铁矿,采取的露天开采方式,由于矿层大部分都在地壳表面,比较容易开采,开采成本相对较低,但是由于开采工作在地面上展开,对地面的生态破坏尤为严重,导致开采后的土地大无法再进行种植,土地资源将会不断减少。
1.2对水资源造成污染
在矿产资源开采过程中进行的疏干排水和采动形成的导水裂隙,都会破坏地下水资源,还可能污染地下水资源。同时矿物中的化学成分含有的有害元素等对生态环境造成影响。
1.3对大气资源造成污染
中国的矿产资源开采历史悠久。矿产资源开采使用爆破方式,爆破后产生的一氧化碳、二氧化氮等有毒气体,爆破后产生的粉尘、煤尘等导致工人慢性肺炎等呼吸系统的疾病发作,以及造成尘肺等职业病,对工人的健康具有重大威胁。
1.4噪声污染问题
在进行开采时会用到大量的机械设备,例如大型风机等,这些设备工作时噪声很大。另外由于井下空间狭小,声音在井下经过反射传播,再加上噪声源的声响,会产生很大的噪声污染,不仅会对周围居民生活造成影响,还会对作业人员的身体产生危害,严重时会引发安全事故。
2地下矿山绿色开采技术的特点
地下矿山主要采取先进的地下开采方法来开采地下矿山资源,在地下矿山开采环节,地表开掘井巷通达矿体,将矿体分为不同中段,并在每个阶段划分成多个矿块,按相应的次序回采各个矿块与中段。一般来说,地下矿山生产系统主要分成两部分,分别是地面辅助生产系统与地下开采系统,其中,地下开采系统主要以矿体为核心,包含了各种井巷工程等,而地面辅助生产系统主要包含井口建筑与地面运输系统等。地下矿山开采区域是井下各条矿体,随着开采深度的不断增加,地压逐渐增大,开采条件越来越复杂。与传统的地下矿山开采技术不同,绿色开采技术更加环保,地下矿山开采流程更加简单,能够减轻地下矿山开采强度,进而提高地下矿山开采效率,提高矿体的回收率,降低矿体贫化率。地下矿山绿色开采技术的合理运用,能够减少环境污染。“绿色开采”是提出,能够减小矿山开采对外界生态环境产生的不利影响,进一步提高矿山开采资源的利用率。
3地下矿山绿色开采技术应用要点研究
3.1采矿方法优化
根据矿体形态,分析研究使用合理的高效采矿方法,优先选择资源利用率高、废物产生量小、水重复利用率高,且对矿区生态破坏小的工艺技术和设备,确保矿产资源的开采回采率达到相关“三率”的最低标准。以资源的高效开发和循环利用为核心,通过技术创新,实现采矿最大效益化。
3.2综合开采利用
在开采主要矿产的同时,对具有工业价值的共生和伴生矿产应统一规划,综合开采,综合利用,防止浪费;对暂不能综合开采的矿体,应有相应的保护措施,利于将来开发利用。
3.3充填采矿技术
具备条件的矿山宜采用充填技术,对采矿产生的采空区进行充填,确保地表不受空区岩石移动范围的影响。在我国,主要的充填方式包括干式胶结、水泥碎石胶结、尾矿胶结、分级胶结等充填开采技术及其工艺。近年来,相关部门又研发了更优越的充填工艺,并在国际范围内处于领先地位。例如:粗粒级水砂、膏体泵送、泵压输送、高浓度全尾砂自流输送等新充填工艺。对于充填技术,当今最前沿技术就是胶结式充填法,从起初的尾砂胶结充填工艺,逐渐发展为浓度较高的胶结物、沙胶等充填技术,其中,沙胶充填还具有不脱水、不收缩的优点。而且,我国的矿石回采技术也得到巨大的突破。从起初的分层、分段式开采,逐渐发展为大孔落矿式工艺,优化了采矿区的布置参数,在回采过程中,通过对充填系统施予自动化的控制技术,实现了采区的机械化作业。尤其利用了泵送胶结膏体的充填工艺后,无论是开采效率,还是充填效率,都得到了大幅度地提升。
3.3水资源的利用
在金属非金属矿山开采过程中,井下水仓集中井底积水,积水可用于井下生产作业。多余积水排至地表,储存于生产水池中可作为选矿厂生产用水,不与生活污水混排,实现水资源的再次利用,实现废水100%回收利用,零排放。
3.4废石处理技术
井下开拓、掘进产生大量废石,矿山在开采过程中,废石外排占用土地资源,废石中如果含有有害因素会造成地下谁的污染。井下产生废石可优先用于井下空区充填,实现废石零外排。已形成的废石场进行复垦。矿山企业宜开展废石中有用组分的回收及利用,以及针对废石的利用开展回填、筑路、制作建筑材料等的资源化利用工作,发挥出废石的经济效益。
3.5环境保护
对产生噪声大的设备采取有效的降噪措施;产生粉尘的地点,定期洒水,采掘采用湿式凿岩技术,定期对井下空气质量进行检测;大力推广机械化开采,大型矿山生产装备宜实现100%机械化;矿山排土场等场地进行生态环境保护与恢复治理;矿山建立健全长期有效的监测机制,对复垦区域的稳定性与效果进行动态监测。
4地下矿山开采技术未来发展趋势
4.1自动、高效、大型的采矿设备
在进行地下矿山开采的过程中,矿山设备在未来的发展过程中,会呈现出自动、高效、大型的特点。在进行具体的矿山生产过程中,为实现出矿的高效率,对连续采矿以及振动采矿进行相应的实现,会采用高效率的经卷钻进机修、打孔穿爆设备、铲运机等设备,同时结合相应的辅助机械,能够对相应的开采工作实现无轨化、自动化、高效化以及半自动化。
4.2深井化
随着我国矿山开采工程的不断增多,开采深度也会不断增加。未来我国地下矿山的开采技术还会向着深井化作业方向发展。关于深井化的开采技术概念尚未达成共识。一般认为由于矿山埋藏太深(>1000m),而在开采中会遇到无法预料的技术难题,这样矿山的生产可理解为深井化采矿。分析当前我国地下矿山的开采情况可知:大多开采深度不足800m。伴随矿山开采力度的日益加大,地层压力、岩石温度也会有所上升,这就对支护、排水、通风系统提出了更高的要求,其中,开采技术、机械设备在实际应用过程中必须达到相关的生产条件,需要相关企业为深井化开采的发展做出充分的准备。
结语
总而言之,在采矿工程中运用绿色开采技术,可以促进采矿工程的健康可持续发展。在采矿工程中,要提高绿色开采技术水平,构建完善绿色开采制度,通过政府的不断支持和采矿业的不断努力,实现采矿工程的可持续发展,也推动资源节约型社会的良好构建。
参考文献
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