矿山工程开采过程中的资源综合利用与环境保护措施

(整期优先)网络出版时间:2025-01-22
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矿山工程开采过程中的资源综合利用与环境保护措施

李祖鹏

中国水利水电第九工程局有限公司

摘要: 随着经济的快速发展,矿山工程开采对资源的需求日益增长,但同时也给生态环境带来了巨大压力。本文旨在探讨矿山工程开采过程中的资源综合利用与环境保护措施,通过对开采工艺优化、尾矿与废石利用、水资源管理以及生态修复等方面的研究,提出切实可行的方法,以实现矿山开采的可持续发展,在保障资源供应的同时,最大限度降低对环境的负面影响。

关键词:矿山工程;资源综合利用;环境保护;可持续发展

一、引言

矿山工程作为资源获取的重要产业,长期以来为工业发展提供了大量的矿产原料。然而,传统的矿山开采模式往往侧重于产量提升,忽视了资源的高效利用与环境的保护,导致了资源浪费、土地破坏、水污染等一系列严峻问题。在当今强调可持续发展的时代背景下,如何在矿山工程开采过程中实现资源综合利用与环境保护的双赢,成为了矿业领域亟待解决的关键课题。

二、矿山开采中的资源综合利用

(一)优化开采工艺

1.精细化采矿设计

在矿山开采筹备阶段,高精度的地质勘查技术起着基石作用。以三维地质建模为例,借助专业软件与先进探测仪器,全方位、立体化地剖析矿体内部构造。不仅能精准定位矿体在地下的空间位置,还能详细绘制出矿石品位的分布图谱,如同为矿山开采绘制了一幅精细 “导航图”。以此为依据制定采矿方案时,开采顺序的规划需兼顾矿体稳定性与资源价值,优先安排高品位矿石区域的开采作业,运用科学的配矿方法,保障矿石整体品位稳定,最大化矿石回收率。面对复杂多变的矿体形态,如矿体走向曲折、厚度不均等情况,分段崩落法可依据矿体分段特征灵活布置崩落区域,减少矿石残留;充填采矿法在开采后及时充填采空区,既能控制地压维护矿体周边岩体稳定,又能避免矿石因围岩垮塌而被掩埋,有效降低矿石损失贫化率,从源头上提升资源利用效能。

2.智能开采技术应用

随着科技迅猛发展,自动化、智能化开采设备为矿山开采注入新活力。无人驾驶采矿车辆凭借精准的定位系统与预设路线规划,在井下巷道平稳穿梭,高效运输矿石,规避了人工驾驶因视野受限、操作疲劳引发的碰撞、偏离路线等问题,确保运输路径精准无误。远程操控凿岩机器人更是革新了传统凿岩工序,操作人员在远离危险作业面的监控室,依据凿岩现场实时回传的高清图像与各类参数,如岩石硬度、钻孔角度等,精确操控机器人作业,使钻孔位置、深度、角度完全贴合设计要求,严守开采边界,杜绝超挖欠挖导致的资源无端损耗。同时,智能设备大幅减少了人力投入,降低了人员在恶劣开采环境下的安全风险,显著提升开采效率,为矿山高效、精准开采筑牢根基。

(二)尾矿与废石的综合利用

1.尾矿再选与有价元素回收

许多尾矿中仍含有一定量的有价金属元素,如铜、铅、锌等。通过采用先进的选矿工艺,如浮选柱强化浮选、生物浸出等技术,对尾矿进行二次选别,回收其中的有价成分,实现资源 “二次开发”。以某铅锌矿尾矿为例,经重新浮选后,锌的回收率可达 30% 以上,有效延长了矿山资源服务年限。

2.废石回填与建材制备

将矿山开采产生的废石用于井下回填,既能有效控制地压活动,保障采矿作业安全,又减少了废石地面堆存占用的土地面积。此外,经过破碎、筛分、制砂等加工处理,废石还可制成建筑用砂石骨料,用于矿山周边基础设施建设或外销,拓宽了废石资源化利用途径。

(三)水资源的循环利用

1.矿井水净化处理

矿山开采过程中会涌出大量矿井水,其通常含有悬浮物、重金属离子等污染物。建设矿井水净化处理站,采用混凝沉淀、过滤、消毒等工艺,去除水中杂质,使其达到生产用水或排放标准。净化后的矿井水可回用于采矿作业中的凿岩、降尘、选矿等环节,减少对新鲜水资源的依赖。

2.雨水收集与利用

在矿山工业场地及排土场等区域,规划建设雨水收集系统,如雨水沉淀池、集水池等。收集的雨水经简单处理后,用于矿山绿化灌溉、道路洒水降尘等非生产关键环节,提高水资源的综合利用效率,降低矿山运营成本。

三、矿山开采中的环境保护措施

(一)生态修复与土地复垦

1.植被恢复技术

根据矿山所处地理位置、气候条件,筛选适宜的植物品种,采用客土喷播、植生袋等技术手段,对开采后的边坡、排土场等区域进行植被重建。优先选择本地乡土植物,它们具有更强的适应性与抗逆性,利于形成稳定的生态群落。例如,在干旱半干旱地区矿山,选用沙棘、柠条等耐旱植物,通过合理配置,实现植被快速覆盖,有效防治水土流失。

2.土地复垦规划

制定科学合理的土地复垦规划,结合矿山闭坑后的土地利用方向,如复垦为耕地、林地、建设用地等,分阶段、分区域实施复垦工程。在开采过程中,预先剥离表土并妥善保存,开采结束后用于土地复垦的土壤改良,恢复土地生产力,确保复垦土地质量达标,满足后续利用需求。

(二)粉尘与废气治理

1.采矿作业粉尘控制

在穿孔、爆破、铲装、运输等产尘环节,配备完善的降尘设施。如采用湿式凿岩技术,向钻孔内注水,抑制凿岩粉尘产生;爆破作业时,使用水幕降尘、炮泥封堵等措施,减少爆破扬尘;对运输道路进行硬化,定期洒水清扫,并设置车辆冲洗装置,防止车辆带尘上路。

2.选矿厂废气净化

选矿过程中,破碎、筛分、磨矿等工序会产生大量含尘废气,安装高效的袋式除尘器、静电除尘器等设备,对废气进行净化处理,确保粉尘排放浓度符合环保标准。同时,对于一些产生有害气体,如二氧化硫、氮氧化物的工艺环节,配套脱硫、脱硝装置,减轻大气污染。

(三)噪声与振动控制

1.设备降噪措施

选用低噪声、高性能的矿山机械设备,并对高噪声设备,如破碎机、球磨机、通风机等,采取隔音罩、减震垫等降噪措施,降低设备运行噪声。优化矿山总体布局,将高噪声设备车间布置在远离办公区、生活区的位置,利用地形、建筑物等阻挡噪声传播。

2.爆破振动防控

在爆破设计时,严格控制最大单段起爆药量,采用微差爆破、预裂爆破等先进爆破技术,减少爆破振动对周边建筑物、居民的影响。爆破前,提前对周边环境进行振动监测,根据监测结果及时调整爆破参数,确保爆破振动强度在安全允许范围内。

(四)水污染防治

1.废水达标排放

加强对矿山废水排放的监管,确保选矿废水、尾矿库溢流水等各类废水经处理达标后排放。定期对废水处理设施进行维护与升级,采用先进的处理工艺,如膜分离技术、高级氧化技术等,深度去除废水中的重金属、有机物等难降解污染物,防止对地表水、地下水造成污染。

2.尾矿库防渗处理

尾矿库作为矿山废水的重要储存设施,做好防渗工作至关重要。铺设高密度聚乙烯防渗膜等防渗材料,构建完善的防渗体系,防止尾矿渗滤液下渗污染土壤和地下水。同时,加强尾矿库日常巡查与维护,及时发现并修复防渗层破损部位,确保防渗效果长期稳定。

四、结论

矿山工程开采中的资源综合利用与环境保护措施是一个相辅相成、紧密联系的有机整体。通过优化开采工艺、提升尾矿废石及水资源综合利用水平,能够从源头减少资源浪费与废弃物排放,为环境保护创造有利条件;而实施有效的生态修复、污染治理等环境保护措施,又能保障矿山周边生态环境稳定,为矿山可持续开采提供支撑。在未来的矿山工程发展中,应持续加大科技投入,创新管理模式,强化监管力度,将资源综合利用与环境保护贯穿于矿山开采的全过程,实现矿业经济与生态环境协调共进,为子孙后代留下绿水青山与丰富的矿产资源储备。

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