采矿工程中绿色开采的应用浅述论文_张坤

采矿工程中绿色开采的应用浅述论文_张坤

冀中能源峰峰集团孙庄采矿公司 河北省邯郸市 056200

摘要:随着我国经济的快速发展和对环境要求的不断提高,矿产资源绿色开采已经是大势所趋,是矿产行业可持续发展的必然选择。

关键词:采矿工程;绿色开采;应用

引言

绿色理论起源于欧美发达国家,多年的实践表明这些国家也享受到了绿色发展带来的一系列福利;该理论的发展先后经历了废物最小化、无废工艺、清洁生产等一些列的阶段,并于二十世纪九十年代形成了一套完善绿色理论及技术。通常来讲绿色技术有相对绿色技术以及绝对绿色技术两种说法,但是归根结底是要将资源以及能源的浪费、对生态环境的污染达到最小化,对资源的综合利用达到最大化。

1采矿工程绿色开采的原则和价值

1.1矿产资源绿色开采的内涵

所谓绿色开采,从环境保护的角度出发,就是对矿区及其周围存在的自然资源的开发和保护,比如矿区的矿产、地下水、煤层气(瓦斯)、煤矸石以及煤层附近的其他矿床和矿区周围的土地等,这些都属于矿区开发和保护的对象。实施绿色开采的主要目的是,在煤矿开采过程中尽可能地减少对周边环境的破坏和对其他自然资源的影响,在此基础上再尽可能地获取矿山的经济效益和社会效益。通常来说,矿产资源的绿色开采大体包括水资源的保护、矿区周边土地资源的保护、矿区建筑物的保护、煤层气的利用、煤矸石的利用以及开采中所涉及到的其他资源的保护。

1.2原则

当下,我国经济发展已经进入了新常态,优化和调整产业结构、放缓过快的经济增长速度,是企业必须顺应的新形势。在这样的大气候下,煤矿一方面要满足经济可持续发展的需要,另一方面还要满足环境保护的需要,因此,处理好矿产资源的开发与环境保护的关系,是矿山建设者必须担当的责任。近年来,随着我国经济的快速发展和对环境要求的不断提高,绿色开采技术已越来越受到矿山建设者的重视。借助绿色开采技术既可以变废为宝、发展多元化经营,提升矿山的经济效益,又可以缓解环境压力、保护其他资源,走可循环的经济发展道路。所以,在当前的经济新常态下,矿产开采应该坚持经济与环保共同发展的原则。

2采矿工程中绿色开采技术的应用

2.1保水开采技术的应用

保水开采技术主要是要根据采矿区的实际情况来确定保水方式。在缺水采矿区,主要是要强化对水资源的综合利用以及保护;而在富水矿区,则要注重预防自然灾害的发生并避免对水资源的污染,在矿产开采过程中会对地下含水层造成一定的影响,进而危害地表水体、河流、湖泊等,严重时会造成水量的变少而导致自然环境的恶化。

2.2充填开采技术

充填开采技术主要是指将充填的材料置于岩层中以缓解采矿作业对矿区的支撑压力,主要应用于建筑物、水体以及铁路等地下地区煤矿的开采;采用充填开采技术有利于采场以及巷道的保养,提升采矿效率并避免地表下沉或者变形的发生,进而保障矿区的安全以及环保,根据充填物不同大致能分为:矸石、水砂以及膏体充填。

(1)矸石充填技术

采用煤矸石进行填充就是直接在井下采空区将采矿形成的矸石加以处理,这不仅可以对采矿废弃物进行合理的利用,同时也可以有效的提升资源的回收利用率同时减少因开采造成的危害;矸石充填技术是保障开采过程绿色化的一种关键手段。在填充过程中,通常可以对岩巷等进行深入的开掘,将其破碎后进行充填。

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(2)水砂充填技术

水砂充填技术主要是指采用管道的形式用水力将沙粒输送至采空区进行充填,是目前相对较为成熟的一种技术;该技术中采用的水砂主要是将经采出、破碎、筛选的成品砂与水进行混合而制备,随后经过充填管路输运到工作面的采空区,经脱水后即变成了充填体,脱出的水经过沉淀净化后用泵输送至蓄水池进行集中,随后拌砂时可以进行再次的循环使用。

(3)膏体充填技术

膏体充填技术主要是将煤矸石、粉煤灰、水砂以及水泥等拌合形成的膏体,通过设备泵入采空区,该技术可以非常好的缓解地面的下沉,该技术可用于村庄以及复杂建筑物下矿产大量开采的需求,是一种重要的绿色开采技术。

2.3矿产地下气化技术

矿产地下气化主要是将矿产在地下进行热化反应气化,也是一种重要的绿色开采方法,该方法既避免了矿产开采过程造成的污染,同时也可以避免矿产开采后使用时给环境带来的二次伤害。常用的地下气化技术主要有:井式、长通道、大断面等气化技术。

3矿产资源绿色开采存在的问题及应对策略

3.1矿产资源绿色开采中的问题

3.1.1安全问题

煤矿的生产作业大都是在地面井下进行的,环境恶劣、危险系数高、劳动强度大、各种灾害事故时有发生,因而长久以来,社会公众对煤矿产业的认识基本停留在技术水平不高的劳动密集型产业的层面上。所以,尽管我国煤矿产业历史悠久,是国民经济的支柱性能源,为国家经济建设做出了巨大贡献,但是在总体上若与其他产业相比,则明显存在资金投入不足、装备水平落后、技术人才匮乏、生产效率低下等问题。在高危的环境中作业,一旦出现安全事故,矿工生命和矿山财产就会遭受巨大损失。虽然近年来国家对煤矿安全的投入力度明显加大,矿井设施和矿工装备有了很大改善,但仍然有许多矿井的安全设施达不到标准。

3.1.2环境问题

矿山开发建设对其周边环境和资源造成的破坏和影响,是有目共睹的事实,强烈的开采活动导致周边环境发生巨大的改变,造成了一系列生态环境问题。例如,对土地资源的破坏和占用,在井工开采时必然会引起地表的塌陷和矸石山的占地,在露天开采时则以直接挖损和外排土场为主,这两种方式中无论哪种都是对土地资源的严重破坏和损害;对水资源的破坏和污染,煤层开采后处于氧化环境,流铁矿与矿井水、空气接触后,经过一系列的氧化、水解等反应,生成硫酸和氢氧化铁,使水呈现酸性,即生产了酸性矿井水。酸性矿井水的形成对地下水造成了严重的污染,同时还会腐蚀管道、水泵、钢轨等井下设备和混凝土井壁,也严重污染地表水,使土壤板结,农作物枯萎,河流中鱼类绝迹;对大气环境的破坏和污染,这种污染主要来自矿井排出的煤层瓦斯和煤矸石堆放过程中由于自燃而形成的废气;除了以上三种污染外,还有一些不同程度、不同形式的污染。

3.2矿产资源绿色开采问题的应对策略

目前,我国仍处于市场经济初级阶段,对矿产能源的需要仍然十分迫切,矿产资源的绿色开采对于我国能源市场的未来发展仍然有着重要的影响力。矿产资源的绿色开采应该以科学发展观为指导,不应该只简单地理解为采矿的具体过程,它应该包括从矿井的最初设计、生产方式的选择、生产要素的安排,到整个矿山的综合开采以及与周边环境的和谐发展。它体现的是清洁生产的要求,它遵从的是可持续发展的理念。矿产资源的绿色开采是经济新常态下优化、调整矿产产业结构的必然选择。因此,在具体的实施中,要综合衡量矿区及其周边的资源状况和环境条件,力求以最小的环境代价换取最大的经济效益,实现经济效益和环境保护的双赢。

结语

绿色理论即避免资源以及能源的浪费、降低对生态环境的危害以及提升资源的综合利用率。对采矿工程中绿色开采的应用,其必要性极为突出,尤其是对于环境及地质的保护来说,更是需进行推广,这种绿色开采工作的开展必须要从各个方面进行全方位控制,尤其是对于常见的各类危害问题,更是需要加强处理和综合整治。

参考文献

[1]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(9):175-176.

[2]汪华然.采矿工程中绿色开采技术的应用探讨[J].内蒙古矿产经济,2014(2):16.

[3]郑媛.采矿工程中绿色开采技术的研究分析[J].机械管理开发,2016(9):173-174.

论文作者:张坤

论文发表刊物:《建筑科技》2017年9期

论文发表时间:2017/10/26

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