绿色开采技术在采矿工程中的应用探讨 李 明

发表时间:2020/9/4   来源:《基层建设》2020年第11期   作者:李明 黄孝斌 黄天民
[导读] 摘要:在矿产资源开采中,资源浪费、环境污染与破坏等问题较为严峻,迫切需要开发绿色开采技术,更好的兼顾开采效益与环境资源保护的关系,促进采矿工程综合效益提升。
        山东省滕州市级翔(集团)级索煤矿  山东滕州  277599
        摘要:在矿产资源开采中,资源浪费、环境污染与破坏等问题较为严峻,迫切需要开发绿色开采技术,更好的兼顾开采效益与环境资源保护的关系,促进采矿工程综合效益提升。首先就绿色开采技术应用的重要性展开分析,并对常用的绿色开采技术及其应用效果予以探讨,旨在促进采矿行业可持续发展。
        关键词:绿色开采技术;采矿工程;应用
        引言
        金属矿山的开采,能为经济社会发展提供重要资源。传统开采技术下,地下水系统被人为改变,一些可以开发的地下水源消失不见;大型机械和爆破技术的应用,会造成植被破坏、空气污染。具体来看,如果矿井水进入农田,会导致农作物减产;进入河流水域,会造成鱼类死亡;进入地下水源,会造成水质污染。
        针对采矿工程引起的生态破坏、环境污染问题,已经成为世界各国关注的焦点。《中国节能技术政策大纲》指出:新建矿山在经济、技术条件的允许下,优先采用露天开采模式,利用大型化、配套化的采矿设备,不断创新开采技术。在此背景下,为了响应国家节能、降耗、环保的发展要求,金属矿山的开采,必须实行绿色开采技术,建设环保节约型矿山。
        一、我国采矿工程的发展现状
        金属矿山的开采,能为经济社会发展提供重要资源。传统开采技术下,地下水系统被人为改变,一些可以开发的地下水源消失不见;大型机械和爆破技术的应用,会造成植被破坏、空气污染。具体来看,如果矿井水进入农田,会导致农作物减产;进入河流水域,会造成鱼类死亡;进入地下水源,会造成水质污染。
        针对采矿工程引起的生态破坏、环境污染问题,已经成为世界各国关注的焦点。《中国节能技术政策大纲》指出:新建矿山在经济、技术条件的允许下,优先采用露天开采模式,利用大型化、配套化的采矿设备,不断创新开采技术。在此背景下,为了响应国家节能、降耗、环保的发展要求,金属矿山的开采,必须实行绿色开采技术,建设环保节约型矿山。
        二、绿色开采技术的意义
        本质上看,矿山属于环境系统的一个组成部分,对矿山开采进行保护治理,可以将资源开发和生态保护有机结合,提高资源利用效率。一直以来,采矿作业存在重生产、轻保护的现象,导致矿山生态环境严重破坏。在此背景下,国家从省、市、县三级入手,编制了矿产资源的规划方案,调整矿山布局,关闭一批、改进一批、发展一批。这些措施实施后,生态建设取得一定效益。但是,矿山开采过程中,要想减少对自然环境的破坏,就必须创新开采技术手段,实现资源的循环利用。大力发展绿色开采技术,对规范开采、节约资源、保护环境具有重要作用,也是建设文明矿山的第一步,是经济转型、社会发展的重要一环,能推动矿山可持续发展。
        三、常用绿色开采技术分析
        1.采空区填充
        采矿过程中所出现的采空区,需要对此进行填充处理,一般来说,传统的采矿工程会对采空区进行风力填充、水利填充、带状填充以及矸石自流填充等,在实践过程中,不难发现,这些填充技术的效率质量水平已经逐渐不能够满足现今的开采需要,而且在填充过程中,稍有不慎就有可能对周边环境造成二次污染,又或者在使用这一类填充技术的同时,矿产企业也需要投入大量的资金,大大提升了采矿的成本,不利于矿产资源市场的发展以及自身的企业竞争力提升。所以,这就需要采用绿色填充技术来弥补传统采矿施工过程中存在的漏洞,绿色填充技术主要包含交替胶结填充和采空区冒落矸石孔隙注浆胶结填充技术这两种。首先,交替胶结填充所指的是运用工业炉渣、粉煤灰、河沙等材料,外加特制的膏质浆体来提升填充物的支撑作用,使用过程中发现,该项技术能够对地面的沉降起到有效的控制作用,甚至还有防火功能,能够在高温地区实现对井下温度的控制以及进一步的降低矿区现场发生火灾的概率,对采矿工程的安全性具有相当的提升作用。

其次,采空区冒落矸石孔隙注浆胶结填充技术在施工过程中主要利用的是冒落带的具体特征,其在已经被压实过的矿产孔隙上进行注浆,能够让原本就已经是胶结冒落状态的矸石与填充物之间实现完整有效的填充,对于填充物的支撑力和稳定性都有着非常好的提升作用,能够有效防止采空区地面出现变形的情况。
        2.采矿共采
        我国大多数区域的矿场资源都伴有特殊地质,地质自身的低渗透率、易变化等特点,让采矿施工在开始之前并不能够对矿物实现有效抽取。为了解决该项问题,可以在采矿工程施工过程中针对岩层进行移动,从而有效提升矿层的渗透率,保证能够在开采之前就完成对矿物抽放的工作,而这就是在绿色采矿技术当中所提倡的矿物结合采矿共采技术。
        3.矿山采集
        矿山采集所指的主要就是在传统开采技术的基础上,运用钻井勘探技术在地下将矿物直接转化成可供开发的矿产资源,进一步的做好相关的环境污染控制工作,从而降低采矿工程对于周边环境所造成的污染和破坏影响。在实践过程中发现,矿山地下采集工作能够对目前机械开采的采矿现状进行有效改善,所以这也成为了绿色采矿技术发展过程中被研究者极为重视的研究方向之一。
        4.勘探
        采矿工程施工过程中极易对周遭的地下水与河流造成污染与破坏,那么勘探技术就主要是为了将矿场开采范围内的水资源进行有效保护而采用的绿色技术。在勘探技术指导下,相关人员要在矿产开采前就针对周围的水资源情况进行密切的排查,综合周边地区的地质与水源情况来针对开采范围进行预判。此外,还需要将不同的含水层与隔水层来进行分别处理,以此作为合理选择开采技术的根据,保证能够提前了解到其对于矿层开采破坏程度的具体情况与特点,也可以使用矿层长壁工作面浅埋的方式来进行勘探,这也是保护水资源不受污染的一种方式。
        5.具体应用
        首先,对采空区的填充处理应当通过机车向罐笼硐室中运送矿产,再通过顺槽来填充桥墩,做好孔隙灌浆填充来固定矿产,过程中要做好矿产筛选。其次,钻井时,要在结束开采的区域输送巷下部预留填充带,构建起注浆填充系统,设计好注浆泵、硐室以及回风巷的整体构造,在开采过程中,根据充填带的凝固时间、工作面输送巷以及矿压等信息来对充填带的规格进行设定。然后,为了进一步实现高效开采工作,需要在勘探过程中应用特殊的地面灌浆技术来保护水资源,使其避免受到开采过程的影响。最后,由于开采技术的限制,往往在开采过程中矿物所产生的大量排放成为了一个重要的生态安全隐患,所以为了能够进一步的充分利用矿物,可以利用低浓度矿物发电技术来针对矿层中的矿物进行提浓,从而进一步有效提升矿场资源的利用率,并且有效降低矿物对于周边环境的污染程度。
        结语
        对绿色采矿技术的优化,有助于提升重工业生产的环境效益、社会效益以及经济效益,为了能够确保国家经济建设的有序发展,进一步缓解目前矿产资源紧张的问题,需要在提高开采量的同时,保护采矿地区周边环境的地质以及尽可能的缓解当地的环境污染问题,对于相关部门来说这将是今后用以解决开采问题的重要方向。
        参考文献
        [1] 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): 38-39.
        [2] 宋峰军. 采矿工程中绿色开采技术的应用探讨[J]. 能源与节能, 2016, 000(009): 175-176.
        [3] 王建路. 采矿工程中绿色开采技术的应用探讨[J]. 城市建设理论研究(电子版), 2014, 000(021): 2079-2079.
        [4] 李金龙. 采矿工程中绿色开采技术的应用研究[J]. 世界有色金属, 2017, 000(017): 63-64.
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