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        采礦工程中綠色開采技術(shù)的應(yīng)用分析

        2021-11-30 21:47:11
        世界有色金屬 2021年15期
        關(guān)鍵詞:污染綠色資源

        李 帆

        (青海省第六地質(zhì)勘查院,青海 格爾木 816000)

        1 采礦工程中綠色開采技術(shù)的應(yīng)用價值

        金屬礦石作為重要戰(zhàn)略資源,是人類賴以生存和發(fā)展基礎(chǔ)保障,受多方面因素影響,金屬礦業(yè)發(fā)展迅速背景下,對環(huán)境造成嚴(yán)重影響,如重金屬污染、酸性廢水污染、固體廢棄物污染等。如何高效保證金屬資源開發(fā),實現(xiàn)人類與自然環(huán)境相協(xié)調(diào)發(fā)展目標(biāo)。隨綠色理念持續(xù)性深入,各領(lǐng)域活動開展積極提倡綠色、環(huán)保,為進一步促進采礦產(chǎn)業(yè)良好發(fā)展,應(yīng)積極引入綠色開采技術(shù),體現(xiàn)應(yīng)用價值如下:①采礦工程節(jié)能減排實際需求。傳統(tǒng)采礦活動中,會排放大量有害廢棄物,影響礦山生態(tài)環(huán)境,應(yīng)用綠色開采技術(shù),可提升各資源使用率,進行二次利用。②有助于伴生資源開發(fā)。一般正式實施采礦作業(yè)之前,為促使采礦作業(yè)有序推進,需對其系統(tǒng)性展開水文、地質(zhì)信息勘察,以此對其進行分析,了解各類安全隱患,采取針對性措施解決,保證采礦作業(yè)良好實施。③有效保護采礦環(huán)境。采礦活動實施對礦山環(huán)境影響較大,綠色開采技術(shù)核心目的在于保護及改善環(huán)境。金屬礦綠色開采宗旨始終保持金屬礦開發(fā)和生態(tài)環(huán)境均衡,形成資源利用與生態(tài)環(huán)境相互協(xié)調(diào)發(fā)展,提高資源利用率,對環(huán)境干擾較小。其本質(zhì)出發(fā)點是有效防治金屬礦實際開采過程中,對環(huán)境造成不良影響,增強資源綜合利用,擴展新技術(shù)和新裝備,實現(xiàn)社會、經(jīng)濟及環(huán)境三位一體良好發(fā)展。由上述金屬礦綠色開采技術(shù)應(yīng)用價值分析,力爭實現(xiàn)三個目標(biāo),開采理念秉持從源頭消除對環(huán)境影響,開采與治理齊頭并進;選用先進技術(shù)及裝備,實現(xiàn)低能耗、低排放目標(biāo);保護地下水,減輕地面沉降,減少尾礦等固體排放。

        2 采礦工程中存在問題分析

        作為地域遼闊國家,我國礦產(chǎn)資源十分豐富,采礦產(chǎn)業(yè)具有良好發(fā)展前景,目前我國采礦技術(shù)仍以傳統(tǒng)方式為主,對環(huán)境造成嚴(yán)重污染,與我國提倡的綠色、環(huán)保理念相悖,無法滿足新時期采礦工程環(huán)保要求,主要體現(xiàn)在以下幾方面:

        (1)重金屬污染。金屬地下礦石實際開采過程中,被輸送至最終目的地,且采取一系列冶選方式,促使處于一定深度下礦物呈現(xiàn)至表面,礦物成分和物理狀態(tài)發(fā)生改變,致使重金屬元素持續(xù)性釋放于生態(tài)環(huán)境中,對環(huán)境造成不利影響。金屬礦隨時間推移,礦山環(huán)境中金屬持續(xù)性疊加積累,重金屬污染日漸加劇。金屬礦山固體廢物中涵蓋各類重金屬,持續(xù)性滲透于土壤中,增加土壤中毒風(fēng)險。此外,部分金屬礦山開采過程中,最終產(chǎn)生固體廢料中含有部分放射性物質(zhì)。

        (2)酸性廢水污染。水作為生命源泉,是人類發(fā)展生存的基礎(chǔ)保障,礦產(chǎn)資源實際開采過程中,一定程度會對地下水資源造成干擾,導(dǎo)致地下水量發(fā)生變化,影響水文地質(zhì)條件。金屬礦實際開采過程中,產(chǎn)生酸性廢水污染核心源頭包含三個,即生產(chǎn)礦坑水、雨淋廢石場后滲流污水、選礦廠洗礦排放污水。其中硫化礦氧化作用下,形成大量酸性廢水,是金屬礦山酸性廢水主要因素,其對環(huán)境造成嚴(yán)重影響,體現(xiàn)在以下幾方面:①礦坑酸性廢水對地下水源、地表水等造成嚴(yán)重影響,促使其顏色變化,水土生態(tài)環(huán)境進入惡性循環(huán)中;②酸性廢水由于其自身物理、化學(xué)性質(zhì),持續(xù)性腐蝕金屬設(shè)備,增加成本支出;③若酸性廢水一旦進入耕地中,不僅對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成嚴(yán)重影響,而且依托食物鏈途徑間接對人類健康造成危害[1]。

        (3)固體廢棄物污染。金屬礦實際開采過程中,礦區(qū)內(nèi)固體廢棄物長期處于自然空氣中,隨時間推移由于風(fēng)化作用形成粉狀,特別是處于空氣干燥季節(jié),易形成粉塵污染。據(jù)實際金屬礦區(qū)現(xiàn)場調(diào)研數(shù)據(jù)顯示,礦區(qū)大氣污染較為嚴(yán)重,粉塵含量超標(biāo)較為嚴(yán)重,尾礦廢石揚起的粉塵促使礦區(qū)及生活區(qū)域內(nèi)粉塵污染加劇,需對其高度重視。酸性水體中大量金屬和重金屬離子來源于金屬礦山廢石、尾礦等。

        (4)固體廢棄物占地。金屬礦山固體廢棄物在多個環(huán)節(jié)均會產(chǎn)生,如采礦、選礦等環(huán)節(jié)中,體現(xiàn)在露天開采形成廢石、尾礦及廢渣中。礦山廢石生成量最大,選冶產(chǎn)生的次之,此類固體廢棄物處理方式多以集中堆放為主,隨金屬礦開采不斷發(fā)展,規(guī)模持續(xù)性擴大,導(dǎo)致占據(jù)大量面積,干擾正常農(nóng)業(yè)耕地生產(chǎn),而且破壞大量綠植。

        3 綠色開采技術(shù)在采礦工程中應(yīng)用

        為進一步保障綠色開采技術(shù)有效實施,需妥善協(xié)調(diào)金屬礦開采、環(huán)境等矛盾沖突。金屬礦綠色開采技術(shù)是對環(huán)境造成干擾較小,資源利用率提高開采模式,核心目的在于保證金屬礦實際開采過程中,對環(huán)境影響降至最低。立足宏觀層面觀測,主要是利用主金屬、水等相關(guān)共伴生金屬及尾礦,以此減少采礦活動實施對環(huán)境干擾,實現(xiàn)經(jīng)濟與環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展目標(biāo)。按照金屬礦實際開采狀況,綠色開采技術(shù)主要包含以下幾種。

        3.1 金屬礦保水開采技術(shù)

        保水開采技術(shù)是綠色開采技術(shù)重要類型,水作為人類賴以生存的重要資源之一,金屬礦實際開采過程中,通過利用地下水流失控制技術(shù),即保水開采技術(shù),保證對水資源不會造成影響。金屬礦實際開采過程中對水資源造成影響,不僅促使水資源污染浪費嚴(yán)重,以及礦層地下開采之后疏干礦床,持續(xù)性抽取地下水資源,導(dǎo)致其水位不斷降低,泉水量不斷減少同時,嚴(yán)重狀況下會引起地面塌陷;金屬礦若屬于自然環(huán)境下開采,內(nèi)部水資源面臨枯竭。保水開采技術(shù)應(yīng)用需按照礦區(qū)開采方式等作為切入點,最大限度降低金屬礦活動對水資源影響,以免地下水位下降。此外,需合理應(yīng)用礦井水,將其進行處理之后作為礦區(qū)自用水,嚴(yán)格依照水質(zhì)特征及用水需求,選擇合理地處理工藝,實現(xiàn)水資源循環(huán)利用[2]。

        3.2 金屬礦減沉開采技術(shù)

        減沉開采技術(shù)作為金屬礦綠色開采技術(shù)之一,主要是減少由于開采活動造成地面呈現(xiàn),對地面土地及建筑物予以保護。礦體開采漏出之后,應(yīng)立即選用固體材料填充至采空區(qū),以免造成其頂板冒落質(zhì)量缺陷,減少地表發(fā)生沉陷,進而保護地面及建筑物。金屬礦減沉技術(shù)應(yīng)用,需對礦區(qū)進行系統(tǒng)性勘察,掌握礦產(chǎn)實際分布狀況,其次是明確賦存狀態(tài),根據(jù)現(xiàn)場開采技術(shù)條件及水平,選用合理開采模式。金屬礦正式開發(fā)之前,需周圍環(huán)境處于發(fā)展協(xié)調(diào)狀態(tài),由于開采活動易導(dǎo)致開采區(qū)域內(nèi)發(fā)生地表沉降。因此,礦山開采之前需對其環(huán)境承載力準(zhǔn)確評估,選取合理開采技術(shù),制定綠色開采計劃。

        3.3 金屬礦無廢開采技術(shù)

        無廢開采技術(shù)作為綠色開采技術(shù),主要是最大限度提高廢料產(chǎn)出量,以及將最終排放量降至最低,提高各項資源利用率,減少由于礦產(chǎn)開采對環(huán)境影響。金屬礦無廢開采技術(shù)主要加強在以下兩方面:一方面,金屬礦多數(shù)屬于多金屬礦,所以采取針對性措施,提高資源利用率十分關(guān)鍵??赏ㄟ^應(yīng)用合理開采工藝,降低尾礦及廢石產(chǎn)出量,生產(chǎn)活動中優(yōu)化開采工藝流程及技術(shù),降低廢石及回收等;另一方面,尾礦和廢石充分利用,依托特殊處理加工方法,實現(xiàn)廢物利用制成各類建筑材料。

        3.4 金屬礦共、伴生資源綜合利用技術(shù)

        我國地域較為遼闊,不同區(qū)域內(nèi)地質(zhì)環(huán)境不盡相同,也因此形成大量復(fù)合性礦床,其中單一成分較少,存在共、伴生礦產(chǎn)較多,由于金屬礦構(gòu)成結(jié)構(gòu)具有一定復(fù)雜性,部分屬于單一成分礦產(chǎn)之外,其他多數(shù)均為不同程度共伴生金屬礦物。綜合利用方式包含三種:首先,主金屬礦物與其他伴生礦物粒度存在較大差異性,應(yīng)按照其實際性質(zhì),選用合理冶煉方式。礦物中存在伴生元素粒度直徑較小,分選難度較大,其只能隨載體礦物精礦富集,在后續(xù)精礦提選中分離;其次,礦石中金屬與共、伴生金屬含量均較低,且后者呈現(xiàn)為分散狀態(tài),需利用其物理性質(zhì)在選礦之前進行處理;最后,利用奧斯麥特爐等進行初期分離,最終獲取一種或兩種金屬熔體產(chǎn)物[3]。

        4 綠色采礦技術(shù)應(yīng)用質(zhì)量保證措施

        4.1 加大采礦設(shè)備管理

        綠色采礦技術(shù)應(yīng)用,有助于減少對環(huán)境污染,實現(xiàn)良好經(jīng)濟、社會效益,采礦設(shè)備作為采礦重要基礎(chǔ)保障,做好設(shè)備管理利于綠色開采技術(shù)應(yīng)用。采礦設(shè)備管理不僅強調(diào)管理方面,更需注重設(shè)備更新,引入更節(jié)能、環(huán)保綠色開采設(shè)備。一方面針對開采設(shè)備管理,主要是通過實時跟蹤設(shè)備使用狀況,對其進行定期檢修及養(yǎng)護,保證其各項性能處于最佳狀態(tài),為綠色采礦技術(shù)良好應(yīng)用做以支撐;另一方面,采礦設(shè)備更新。近年來,伴隨新技術(shù)、新材料在采礦設(shè)備上應(yīng)用,促使其噪聲污染予以有效改善,并布設(shè)相應(yīng)傳感裝置,實施將工作面信息傳輸至工作終端,不僅保證工作面工作安全性,而且有助于掌握設(shè)備使用狀況,應(yīng)積極引入先進綠色設(shè)備,將其與綠色開采技術(shù)聯(lián)合應(yīng)用,從本質(zhì)層面實現(xiàn)綠色開采目標(biāo)。

        4.2 提高采礦工程管理水平

        提高采礦工程管理水平,創(chuàng)新及改革管理模式是核心舉措,應(yīng)用現(xiàn)代新型管理技術(shù)。采礦工作管理不斷趨于智能化、自動化,應(yīng)樹立現(xiàn)代化管理理念,實施精細(xì)化管理,保證各開采環(huán)節(jié)均具有規(guī)范性。同時,管理人員自身專業(yè)素養(yǎng),與管理成效密切相關(guān),需定期做好人員培訓(xùn),不斷保證其管理方式及理念,與現(xiàn)代化發(fā)展相吻合,針對采礦過程中出現(xiàn)問題,需及時進行解決,提高采礦工程管理水平。此外,需完善相關(guān)管理制度,為綠色開采技術(shù)應(yīng)用奠定良好基礎(chǔ)??赏ㄟ^企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)站,實時關(guān)注國家及地區(qū)關(guān)于采礦相關(guān)政策,結(jié)合自身實際狀況,制定完善工作制度,全面為綠色開采技術(shù)應(yīng)用保駕護航。

        5 結(jié)語

        金屬礦資源是社會發(fā)展支撐核心資源之一,對我國國民經(jīng)濟增長具有重要價值,時代高速發(fā)展及科技水平提升,對金屬礦資源需求增加,隨之而來是環(huán)境污染問題,破壞當(dāng)?shù)刈匀簧鷳B(tài)環(huán)境,以及采礦作業(yè)持續(xù)性。因此,為減少對自然環(huán)境影響,促進采礦產(chǎn)業(yè)持續(xù)性發(fā)展,積極引入綠色開采技術(shù),降低對環(huán)境污染程度,實現(xiàn)人與自然共同發(fā)展。

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