采矿工程中绿色开采技术的应用探析

敖翠云

摘要：矿产资源带动了我国总体经济实力的进一步增强，矿产资源需求量持续上升，传统采矿技术已无法满足可持续性发展的需求。在采矿过程中，由于人们对采矿工艺技术的选择和各种设备问题，影响了所在区域的生态环境。基于此，本文重要研究绿色采矿工艺技术在采矿工程中的使用状况，并提出了相应措施，以供参考。

关键词：采矿工程；绿色开采；技术

在我国矿山建设项目中，开采过程极易污染环境并导致土壤污染，如果保护不到位，可能造成水土流失。所以，要降低采矿工程对各类环境污染的危害，人们必须积极采用科学的环保开采工艺，从根本上提升环保能力，并采用新型环保工艺与手段，加速处理环境污染问题的进程，营造更好的开采环境。

一、绿色开采技术概述与分类

采矿业的环保问题一直是主要关注的问题。在应用绿色开采技术开采铁矿石的过程中，不但可以减少环境污染，提高开采效益，还能确保环境和开采之间的平衡。对此，应因地制宜，减少各种自然资源的损失，增加环境保护力度。

（一）铁矿采空区的充填技术

对于传统的铁矿石开采，采空区加工一直是关键问题。填充技术常用做法包括填充“碎石带”、“风力或水力”填充、“煤矸石自滑”填充，缺点是效能较差、容易二次污染或生产成本较高。相反，应用了绿色采矿技术理念的现代充填技术“Goaf”可以更加完善，主要类型包括：第一，“可变胶结”填充方法。混合四种物质（碎屑、工业废渣、河砂和粉状矿灰），加水使其成为糊状物，并实时填充，成为有效控制表面沉积的稳定支撑，对于高温地区而言，还可以有效降低地下温度和火灾风险。第二，在采空区填充“注入并胶结走廊的落差”的技术。该种方法大多使用在落差区。粘结时间在碎屑间隙变厚之前，可以快速将下落的填充材料胶结合起来，促使两者都可以作为过载支撑胶结在一起，不但能提高填充区域的机械稳定性，还能降低表面变形的可能性。

（二）铁矿的“采矿保水”技术

“矿区水保护”的主体思路是有效研究在拟建矿区铁矿区内究竟分解的自然资源，以实现矿井的科学合理选择。如果矿区中包括或具有含水层结构，已开发的“西部地带”（包括“断水地带”）不应开发到矿区“含水层”结构下部。

（三）铁矿的“处理毛石”技术

铁矿石在加工过程中会产生各种废物，如碎石等。在煤层中铺设碎屑的施工线是减少当前碎屑排放的一种常见且重要的方法，主要因为周围路面的结构变形很大，需要坚持“优化道路支撑模式”的连续性，可以有效提高杂质应用的效率，通过“压缩支撑和填充线”的方式提高有效杂质含量。

（四）毛石填充及支护技术

污染充填与支撑技术能有效减少杂质充填数量。在实现过程中，重要因素是利用奇数点以“槽”的形态填满柱子，或采用连接方式填满柱子内部的空隙，合理利用碎石。该技术通过机车把破碎物运输至笼室，再利用填充空隙通过传递带运输至破碎，最后添加碎石与浇注水泥一起进行，以同时产生碎石和水泥带。在使用碎石充填技术前，应按规定时间完成碎石的充填与破碎，以此减少碎石量，增加铁矿利用时期，减少铁矿安全事故的可能性，降低沉土发生的概率。

（五）“无矿柱开采”技术

“无柱开采”技术的主要原理是提前预定先前矿区输送线下的充填胶带，主要任务是在下一阶段的挖掘中发挥作用，实现不保留列和实现列挖掘的目标。该技术主要用于构建通用的填充系统，有必要在地下铁矿中设计和建造一个专用停车场和搅拌站。同时，科学设计“特殊回流隧道”顶部位置的“普通泵室”，以创建“混合、泵送、填充”的连续运行模式，其中，确定填充区规格的依据是：第一，填充区调整时间；第二，土壤压力；第三，工作台表面和工作表面之间的输送线长度。

二、当前采矿工程中的环境问题

（一）排放的废气导致污染

目前，开采过程中会排放一些废物和危害物质，容易造成大气污染，危害生态环境。目前，由于矿产资源是重要的不可再生资源，相关矿业单位有必要及时确定有效的开采方法，减少开采过程中产生的环境污染。

（二）影响土地资源

在开采中，易损害附近的土壤资源，如果矿山处于长时间开挖状态，易导致附近区域荒漠化，同时还容易发生水土流失，破坏生态环境，但如果遇到部分土壤资源难以修复，就会影响正常的生产，甚至造成经济损失。

（三）可能污染水资源

在开采过程中，可能会破坏地下水资源结构，污染水资源，也容易使地下水排放到地表，引起地下水位的上升。因此，采矿会破坏土壤地表结构，并使附近的地下水或磨碎河流干涸，在一定程度上影响人们的日常生产生活。

三、绿色开采技术在矿产资源采集过程中的重要性和条件

（一）绿色开采技术的重要性

近年来，随着我国社会经济的不断发展，绿色矿山建设在矿业发展中受到了越来越多的重视，也取得了长足进步。在进行矿山开采时，绿色开采技术可以有效降低环境污染，实现矿产资源的高效利用，其重要性不容忽视。矿产资源是国民经济和社会发展的重要物质基础。但由于历史和自然因素的影响，矿产资源开发利用仍存在一些问题，例如，环境污染严重、可持续发展问题突出、矿业技术落后等。因此，积极开展绿色矿山建设是未来建设发展的必然趋势。在矿产资源开采过程中，要遵循绿色环保原则，以此促使整个行业健康有序发展。

首先，有效保护生态环境。随着科学技术的发展，地球承受着人口增长、气候变暖、环境破坏等压力。因此，保护生态环境相当重要，绿色开采技术可以保护生态环境并减少污染与废物排放。

其次，减少资源浪费。由于矿产资源分布不均和矿石质量等因素，导致某些地区出现矿山资源短缺的现象。这时需要采用绿色开采技术，合理开发与利用矿产资源，尽可能减少对矿区周边环境造成的危害。同时，在采矿过程中，避免将产生的矿渣、废水以及废气等废物排放到周边环境中，以免造成严重的环境污染。

最后，提高采矿效率。在矿产资源采集过程中，通常会采用一些技术手段提高工作效率，绿色开采技术是有效方法之一。

（二）绿色开采技术的条件

实施绿色采矿技术的具体条件主要包括以下方面：首先，在环境方面，控制并满足实施具体条件，通常情况下，环境条件较复杂，确保在采矿项目中进行更有效的绿色采矿。其次，合适的人员应达到项目设计需求，对于绿色开采技术而言，需要具有专业程度较高的设计人才。所以，在推行绿色开采项目前，需要了解工作人员的知识水平和专业性，并进行较全面的辅导与训练，以增加项目各方面的有效性，提高技术人员以及设计人员的参与度。

四、绿色开采技术在矿产开采过程中的使用策略

（一）在绿色开采技术中保护水资源

在矿产资源开采中，水资源环境保护是关键工作之一。水资源环境保护技术是为了合理保护地下水自然资源，防止污染环境，尤其在提炼金属矿石时，容易破坏地下水，因此要想获得金属矿石，必须采用节水采矿工艺，重视对地下水源的防护。但通常情况下，也可以采用土壤注入方式，以此避免金属降解的副作用。合适的地下水保护层设计能在保障地下水源免遭破坏的同时，合理减少对地下水源的干扰，但不能够减少由于金属矿产开发而给地下水带来的结构性破坏。

（二）在绿色矿产开采中的减沉开采

开采过程包括填充物的开采，主要指合理处理土壤沉降问题。在开采过程中，金属矿和非金属矿等各种物料经常被排放到采空区中进行充填，可以降低采空区面积下沉和脱落的可能性。但如果采用河沙等材质加以充填，会增加生产成本，导致无法大规模应用。

（三）综合处理和利用固体废弃物

在我国的采矿过程中，每年都会产生大量废物，如果堆积后无法清除，就会影响周边区域。一些废物甚至会导致火灾，造成安全事故，因此应努力防范事故和污染，采取适当措施及时解决。在开采资源时，不可避免地会产生一些炉渣，例如，将矿渣当作建筑材料或用于某些道路建设项目，不仅可以降低修建高速公路的成本，还可以降低固体矿物废物对周围土地资源带来的影响。

（四）采矿工程中绿色开采技术管理

第一，在开展植物保护中，责任人员应不断增加对矿井的检查，逐步明确矿井管理细则。在矿井发生各种不平整裂缝后，相关部门要积极检查所有沉降情况，掌握每个断裂的长度、宽度以及断裂的大致方向，从而判断具体的破裂范围。第二，严格确保周围矿山环境的安全，如果矿山发生滑坡，相关部门应确定滑坡的成因和具体范围，并采取相应的保护措施。第三，在垃圾填埋场运行过程中，还应进行污染预防作业，统一规划垃圾填埋场工作。第四，通过生态手段管理矿井的地下水土流失。除在矿井培育适宜的植被外，还可指派技术人员在种植后加以保护和栽培，建立各种控制方式，避免土壤侵蚀带来的问题。同时，可以避免污染物进入农田，确保周围区域的发展建设和开发工程的顺利进行。

（五）优化巷道布置，减少毛石排放的开采技术

当前，需要优化铁矿石开发技术，主要是增加开采价值，设计针对铁矿石地质环境的专业开采道路体系和工艺技术评价体系，以实现采矿方法与开采技术的一致性。同时，注重安全高效率的矿井研究，通过系统优化道路研究设计与布置，逐步减少路线布置，提高矿井运行参数，以改善铁矿石产出的集约化与管理水平，从而提升开采效益。

（六）研发新设备

开发采矿工艺需要先进装备。工业生产技术手段是影响产量的主要原因。一旦技术设备得不到优化，就不能在最大程度上提升质量。因此，在铁矿石开发领域中，应做好如下领域的探索：第一，深部矿井的开发装备与热处理工艺。第二，深井监测与控制技术和防石击技术。第三，检查设备和技术，以实现矿井的高产高效。第四，深部开采后，采取维护措施，适当维护设备。第五，新装备具有较好的安全性与可靠性，应用相对较多。

（七）采取填充技术

如果开采后尚未有效填充采空区，地表将发生移动或塌陷，造成灾害和污染。以前的填充方法包括岩石填充、磨石填充、风力填充、粉末碳填充和水力填充等，不仅效率低、成本高，还会带来二次污染。因此，有必要积极采用先进的绿色填充技术，例如，使用磨石、粉煤灰、工业矿渣、河砂等混合填充材料。在建立相对稳定的支护后，有效控制土壤沉积，减少矿山问题，防范矿山发生火灾。

（八）矸石处理技术

在开采过程中，煤矸石排放量大，不仅会影响地表环境，还容易污染大气，不利于采矿作业的绿色发展。目前，我国采矿业必须科学处理，尽量避免产生污染源。因此，可以通过有效的处理技术科学处理煤矸石。首先，保护膜可以覆盖绿色涂层技术，减少风的影响，防止煤矸石自燃并污染环境。其次，选择化学溶剂处理溶液。再次，集中处理产生的废物，提取其中包含的金属元素，掩埋并销毁。最后，对煤矸石进行二次加工，使其成为建筑材料，充分发挥煤矸石的材料价值。

五、结语

综上所述，在矿业的开采活动中，过去的开采方式与当前的可持续发展观念不符，必须引入环保矿山工艺，最大限度上降低开采活动中对环境的危害，同时，采用先进的科技手段，更好地利用自然资源。

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