新时代下可持续发展的绿色矿山开采技术
高强 辛佩娟
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高强 辛佩娟,. 新时代下可持续发展的绿色矿山开采技术[J]. 矿山工程与技术,202410. DOI:10.12721/ccn.2024.157441.
摘要: 随着全球资源需求的不断增长和环境保护意识的日益增强,传统矿山开采方式已无法满足现代社会对可持续发展的要求。新时代背景下,绿色矿山开采技术应运而生,旨在实现资源高效利用、环境保护和经济效益的有机统一。本文将探讨新时代下可持续发展的绿色矿山开采技术。
关键词: 新时代;可持续发展;绿色矿山;开采技术
DOI:10.12721/ccn.2024.157441
基金资助:

1绿色矿山开采技术的内涵与特点

1.1环境保护

绿色矿山开采技术的核心要求是在整个开采过程中严格控制污染物的排放,以最大限度地减少对土地、水资源以及空气质量的负面影响。为了实现这一目标,矿山企业必须采用一系列先进的环保技术,这些技术的运用不仅能够有效降低开采活动对环境的破坏,还能促进矿山开发与环境保护之间的和谐共生关系,确保生态系统的可持续发展。

1.2资源高效利用

通过采用先进的选矿技术,提高矿产资源的回收率,最大限度地减少资源的浪费,从而实现资源的可持续利用。这不仅有助于保护和节约宝贵的自然资源,还能提高矿山企业的经济效益。通过科学合理的资源管理,矿山企业可以在确保资源高效利用的同时,为社会提供更多的矿产资源,满足国家和人民的需求。

1.3安全生产

为了确保矿山作业人员的生命安全和身体健康,矿山企业必须采用现代化的矿山安全监测系统,实时监控矿山的安全生产状况。同时,加强矿山安全管理,制定和执行严格的安全操作规程,提高作业人员的安全意识和技能水平。通过这些措施,矿山企业能够有效预防和减少安全事故的发生。 

2绿色矿山开采技术的应用

2.1 保水开采

矿山企业需首先进行详尽的水文地质勘查,明确矿区地下水的赋存条件、流动规律及补给关系。基于勘查结果,设计合理的开采方案,避免在地下水富集区或敏感区域进行大规模开采活动。同时,引入先进的地下水循环利用系统,将开采过程中产生的废水经过处理后重新注入地下含水层,既补充了地下水资源,又减少了废水排放对环境的污染。

此外,保水开采还强调对矿区周边生态环境的修复与保护。通过植被恢复、水土保持等措施,提高矿区地表的植被覆盖率和土壤保水能力,进一步增强区域生态系统的稳定性和自我恢复能力。这些措施的实施不仅有助于维护矿区生态平衡,还能提升矿区的整体形象和价值,为矿山的可持续发展奠定坚实基础。

然而,保水开采技术的推广与应用也面临诸多挑战。一方面,技术成本高、操作复杂是制约其广泛应用的重要因素;另一方面,不同矿区的地质条件、水资源状况及开采需求差异较大,需要因地制宜地制定具体实施方案。因此,未来应加大保水开采技术的研发投入和示范推广力度,推动其不断创新和完善,以适应新时代下绿色矿山开采的需求。

2.2开采过程清洁化

在开采设计阶段,矿山企业应充分考虑环境因素,优化开采方案,选择对环境影响最小的开采方法和路径。通过精准的地质勘探和三维建模技术,准确掌握矿体分布、岩石力学性质及地下水文条件,为制定科学合理的开采计划提供可靠依据。同时,引入生态设计理念,合理规划矿区布局,减少土地占用和生态破坏。

在开采实施过程中,采用低污染、低能耗的开采设备和工艺,如电动采矿车、自动化控制系统等,减少柴油等化石燃料的消耗和尾气排放。同时,加强开采现场的环保管理,实施严格的扬尘控制措施,如洒水降尘、封闭运输等,防止粉尘污染空气。对于开采过程中产生的废水、废渣等污染物,需进行严格的分类收集和处理,确保达标排放或循环利用。

矿山企业还应积极推广使用清洁能源和可再生能源,如太阳能、风能等,替代传统的化石能源,降低开采活动的碳排放量。通过建设绿色矿山示范区,展示清洁化开采技术的实际应用效果,引导整个行业向更加环保、可持续的方向发展。

矿山企业应建立健全的环保监测和评估体系,对开采过程中的环境质量进行实时监测和评估,及时发现并解决环境问题。同时,加强与政府部门、科研机构及社会各界的合作与交流,共同推动绿色矿山开采技术的研发和应用,为构建生态文明、实现可持续发展贡献力量。

2.3运用污染物处理技术

针对矿山开采过程中产生的废水,包括选矿废水、矿井涌水及雨水径流等,需采用先进的废水处理系统进行处理。这些系统通常包括物理处理(如沉淀、过滤)、化学处理(如中和、混凝沉淀、氧化还原)及生物处理(如好氧处理、厌氧处理等)多个环节。通过综合运用这些技术,可以有效去除废水中的悬浮物、重金属离子、有机物等污染物,使处理后的水质达到国家排放标准或更高标准,甚至实现废水的循环利用。

矿山开采过程中产生的废气主要包括粉尘、二氧化硫、氮氧化物等有害气体。为减少这些废气对大气的污染,需采用高效的除尘设备和废气净化装置。除尘设备如布袋除尘器、静电除尘器等,能有效捕集空气中的粉尘颗粒;而废气净化装置则通过化学反应、吸附、催化转化等方式,将废气中的有害成分转化为无害或低毒物质。此外,加强矿山通风系统的建设和管理,也是减少废气污染的重要手段。

矿山开采产生的固废主要包括废石、尾矿及废弃的采矿设施等。针对这些固废,需采用分类收集、减量化、资源化及无害化处理的综合策略。一方面,通过优化开采工艺和选矿流程,减少废石的产生量;另一方面,对产生的废石和尾矿进行综合利用,如用于建筑材料、土地复垦、景观建设等。对于无法直接利用的固废,则需进行安全填埋或采用其他环保方式进行处理,防止其对环境造成长期危害。

矿山开采过程中产生的噪声和振动也是不可忽视的污染源。为减少这些污染对周边居民和生态环境的影响,需采取一系列噪声与振动控制措施。如选用低噪声设备、安装消声器、设置隔声屏障等降低噪声传播;通过优化开采布局、采用减震材料、加强设备维护等措施减少振动产生和传播。

2.4数字化与智能化开采技术

数字化开采技术通过三维地质建模、虚拟现实仿真等手段,为矿山设计、开采规划提供了更加科学、直观的依据,有效提升了开采效率和安全性。同时,智能化开采系统能够自动监测矿山的各项参数,包括岩石硬度、矿体分布、应力状态等,并据此实时调整开采策略,确保开采活动的精准性和高效性。

具体来说,智能化开采系统包括无人驾驶矿车、智能钻机、远程操控设备等先进设备。无人驾驶矿车通过预设的路线和传感器数据,自主完成矿石的运输任务,减少了人力成本,提高了运输效率。智能钻机则能够根据岩石特性自动调节钻进参数,实现高效、低能耗的钻孔作业。远程操控设备则允许操作人员在安全距离内对矿山设备进行远程监控和操作,大大降低了作业风险。

此外,数字化与智能化开采技术还有助于提高矿山企业的管理水平和决策能力。通过大数据分析和人工智能技术,矿山企业能够实时掌握矿山的运营状况、资源储量、市场需求等信息,为企业的战略规划和经营决策提供科学、准确的依据。 

结语:

新时代下,绿色矿山开采技术是实现可持续发展的必然选择。通过不断技术创新、政策支持和社会参与,绿色矿山开采技术将在矿山开发中发挥越来越重要的作用,为实现资源高效利用、环境保护和经济效益的有机统一提供有力支撑。 

参考文献:

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