绿色节能视角下的露天煤矿开采技术分析.pdf

CHINA COAL VISION煤炭新视界煤 矿 采 掘0引言在全球化背景下，环境保护和节能减排已成为社会发展的重要主题，这也使煤矿企业的转型压力更大。这种压力并非源于市场竞争，而是源于对生态环境的责任感以及对可持续发展的追求。因此，对煤矿企业而言，绿色节能转型已经不再是一种选择，而是一种必然要求。实现绿色节能，需要借助先进、高效、环保的开采技术，这些技术在减少对环境的负面影响上发挥着重要作用。1绿色节能的现实意义在 21 世纪，环境保护和可持续发展已成为全球共识，绿色节能的重要性日益突出。特别是对露天煤矿这样的能源企业，绿色节能不仅是一个理念，更是实践中的一种必要选择。首先，绿色节能是推动露天煤矿实现可持续发展的关键因素。矿产资源尤其是露天矿资源，其开采活动对环境和生态系统的影响更为明显，因此必须遵循可持续发展的原则。如果不能有效实施绿色节能策略，不仅会导致矿产资源被过度开采和严重浪费，也会对环境和生态系统造成负面影响。绿色节能策略的关键在于技术创新。采用先进的开采技术，优化矿山开采设计，以实现高效的资源利用。同时，相关人员要注意对废弃物的处理和利用，尽可能地实现资源的再利用1。其次，绿色节能是煤矿企业履行社会责任的重要手段。在全球环境问题日益严峻的背景下，企业的社会责任不再局限于经济责任，也需要在环保和社区关系等方面做出积极努力。通过实施绿色节能策略，煤矿企业不仅可以大大减少运营活动对环境的负面影响，还有助于建立和维护煤矿企业其在社区和社会中的良好形象，赢得公众的信任和支持，提升其品牌价值和市场竞争力。最后，绿色节能开采还有利于整个社会的能源转型。煤炭作为重要的化石燃料来源，对于满足社会能源需求以及推动工业进步有积极作用。然而，随着全球气候变化问题的日益严重，化石燃料的燃烧带来的大量二氧化碳排放已经成为全球关注的焦点。因此，绿色节能的露天煤矿开采技术不仅对煤矿企业自身的发展有着深远影响，更有助于整个社会乃至全球的能源转型。这种开采技术能够提高煤炭的热效率，降低能源消耗，从而减少二氧化碳的排放，对缓解全球气候变化问题有重要作用。2绿色节能视角下的露天煤矿开采技术解析2.1 数字开采技术数字开采技术作为绿色节能视角下露天煤矿开采的重要组成部分，具有广阔的应用前景，通过应用数字化手段和智能化系统，可以提升煤矿开采过程的效率，确保开采的安全性，减少对环境的影响。首先，数字开采技术在勘探和测量阶段的应用，为露天煤矿开采提供了精准的地质信息。传统的矿山勘探和测量工作常常依赖于人工操作，存在着数据不准确和效率低下的问题。而数字开采技术通过引入遥感技术、全球导航卫星系统（GNSS）和地理信息系统（GIS）等工具，实现对矿区地质结构、地貌特征和煤层分布等关键信息的高精度测量和分析，这为开采过程中的选矿、爆破和挖掘工作提供准确的依据，避免因地质信息不准确而导致的资源浪费和安全隐患。其次，数字开采技术在矿山生产管理和调度方面的应用，为煤矿开采提供了高效的运营管理手段。通过建立数字化的矿山生产管理系统，实现对矿山生产过程的全面监控和实时调度，这种系统可以实时获取各个作业面的生产情况、设备状态和人员分布等信绿色节能视角下的露天煤矿开采技术分析冯庆全（国家能源集团平庄煤业元宝山露天煤矿，内蒙古 赤峰 024000）摘 要：从绿色节能的角度出发，对露天煤矿开采技术进行探讨，内容包括：数字开采技术、自移式破碎站开采技术、绿色治理技术、煤矸分离技术和净化处理技术等方面。关键词：绿色节能；露天煤矿；开采技术中图分类号：TD824文献标识码：A115煤炭新视界CHINA COAL VISION煤 矿 采 掘息，通过智能算法对生产数据进行分析和处理，从而实现对矿山生产过程的优化调度和资源合理配置，这不仅提高了煤矿生产的效率和质量，还降低了作业风险和事故发生的概率，为矿山企业的可持续发展提供了有力支持2。最后，数字开采技术在环境保护和能源节约方面的应用，为绿色矿山开采提供了可行的解决方案。在传统的露天煤矿开采过程中，常常伴随着大量的粉尘、废矸和废水排放，给环境带来严重污染。而数字开采技术通过引入先进的监测设备和数据分析技术，可以实时监测矿山开采过程中的废气、粉尘和废水排放情况，及时采取相应的控制措施。例如，通过安装传感器和监测装置，可以实时监测矿山设备的排放情况和工作状态，以及周边环境的空气质量和水质情况。这些监测数据将被传输到数字化的管理系统中进行分析和处理，从而实现对污染物排放的精细化控制和监管。此外，数字开采技术还可以通过智能化的能源管理系统，对矿山的能源消耗进行监测和优化，实现能源的节约和环境的可持续发展。2.2 自移式破碎站开采技术自移式破碎站开采技术能够提高煤矿开采效率，降低能源消耗，实现煤矿的绿色、节能和可持续开采，即凭借高效、灵活和环保的特性，在露天煤矿开采中发挥着越来越重要的作用。自移式破碎站开采技术主要是借助自移式破碎站进行开采作业，该设备是具有自我移动能力的破碎设备，可以在露天煤矿中进行自由移动，以满足矿山生产的需求。自移式破碎站集破碎、筛分等功能于一体，可以直接在原煤堆积地进行破碎作业，能够省去传统破碎方式中将原煤运至固定破碎场地的步骤，进而能够大大提高破碎效率，降低能源消耗和运输成本3。自移式破碎站的应用可以分为准备工作、设备调试和生产操作三个阶段。首先是准备工作阶段，包括选址和场地准备。根据煤矿的实际情况和开采需求，选择合适的场地进行破碎站的布置，并进行场地平整、排水和环境保护等准备工作。接下来是设备调试阶段，将破碎设备、输送设备和电气控制系统进行组装和调试，确保各个设备的正常运行和协调配合。在设备调试过程中，需要进行各种功能和性能的测试，以确保自移式破碎站能够满足煤矿开采的需求。最后是生产操作阶段，即正式投入露天煤矿的开采生产中。在生产操作过程中，操作人员需要掌握破碎站的运行和维护方法，保证设备的正常运转和安全性。同时，根据开采的需要和煤矿的地质条件，合理调整破碎站的工作参数和生产计划，以确保开采的效率和质量。尽管自移式破碎站开采技术有许多优点，但在实际应用中也面临着一些挑战（见图 1）。第一，由于是在采场进行破碎作业，因此对设备操作人员有较高的技能要求，并且需要做好安全防护措施。第二，由于设备成本较高，对于一些小型或经济能力较弱的煤矿企业来说，投入可能较大。第三，自移式破碎站虽然能有效降低煤炭运输距离，但其移动性会对采场的布局和规划带来一定的影响4。图 1 自移式破碎站工作图2.3 绿色治理技术绿色治理技术是在绿色节能视角下，针对露天煤矿开采过程中产生的环境问题和能源消耗进行治理的一系列技术手段和方法。通过绿色治理技术的应用，可以最大程度地减少环境污染和能源浪费，实现煤矿开采的可持续发展目标。一是绿色治理技术在露天煤矿开采中的应用，包括矿区生态恢复、废弃矿山治理和矿山水资源管理等方面。针对矿区生态恢复，可以采用生态补偿和植被恢复等技术手段，通过合理的植被配置和土壤修复，使矿区生态环境逐步恢复到开采前的状态5。废弃矿山治理方面，可以采用封堵、加固和再利用等技术手段，将废弃矿山进行安全处理，避免对周边环境和水资源的污染。对于矿山水资源管理，可以采用雨水收集和循环利用技术，最大限度地减少对水资源的消耗和污染。二是绿色治理技术的应用流程一般包括问题识别、技术选择、实施方案制订和效果评估等环节。在问题识别阶段，需要对矿山开采过程中可能产生的环境问题和能源消耗进行全面的调查和分析，明确治理的重点和难点。然后，在技术选择阶段，根据实际情况和治理目标，选择合适的绿色治理技术和方法，并制订相应的技术方案。在实施方案制订阶段，需要确定具体的治理措施、工艺流程和时间计划，以确保治理工作的顺利实施。最后，在效果评估阶段，通过监测和评估绿色治理技术的实施效果，及时调整和改进治理措施，以达到预期的环境保护和能源节约效果6。2.4 煤矸分离技术煤矸分离技术主要是通过一系列的技术手段将开采出来的煤和矸石进行分离，旨在提高煤炭资源的利用率，减轻环境压力。煤矸分离技术的应用可以大幅度提升煤炭的产量和质量。对于质量不一、矸石含量较高的露天煤矿，如果直接进行开采，不仅会消耗116CHINA COAL VISION煤炭新视界煤 矿 采 掘大量的能源和人力，而且会产生大量的矸石，对环境造成不利影响。而采用煤矸分离技术可以在开采初期将煤和矸石有效分离，从而提高煤的产量和质量，减少能源和人力的消耗7。煤矸分离技术主要有物理分离和化学分离两种方式。在物理分离方面，重选、颗粒级别分选、磁选等方式直观、高效，不仅能有效提高煤炭资源的利用价值，还能更好地维护矿区生态环境的稳定性。化学分离主要是利用煤和矸石在化学性质上的差异，通过浮选、化学浸出等方法将二者进行精细分离，能够极大地提高煤炭的回收率，同时减少环境污染。总的来说，物理分离和化学分离各有其独特的优点和应用场景，将两种方式相结合，可为露天煤矿的绿色、高效开采提供更为稳定、全面的保障。煤矸分离技术在应用中也面临一些挑战。第一，部分煤矿的煤和矸石的物理性质或化学性质差异不大，很难进行有效分离8。第二，一些分离方法（如化学浸出）可能产生有害的化学废液，对环境造成影响，需要工作人员科学合理地选用煤矸分离技术时，必要时配合相应的环保技术，减少对环境的不利影响。2.5 净化处理技术露天煤矿在开采过程中，会产生大量的废弃物、尾矿、废水以及废气等，这些废弃物如果不能得到有效处理和净化，将对环境造成严重的污染。因此，需要采用净化处理技术。净化处理技术主要指对煤矿废弃物、尾矿、废水以及废气等进行净化处理的技术，包括物理净化、化学净化以及生物净化等方法。应用先进的净化处理技术，可以有效地去除废弃物中的有害物质，将其转化为无害或低害的物质，从而降低其对环境的影响，有助于露天煤矿企业的可持续发展9。对于固体废弃物和尾矿，通过填埋、堆存、稳定化（固化）等方法进行处理，能够降低其可能带来的环境危害，不仅能将环保理念落到实处，更为露天煤矿企业的长期发展奠定坚实的基础。在废水处理方面，应用沉淀、浮选、过滤、吸附、生物处理等方法，能够有效去除废水中的有害物质，对保障矿区周边水源的质量，维护生态平衡有重要意义。此外，废气的净化处理也不可忽视，采用吸附、吸收、催化氧化等技术，能够降低开采过程中有害气体和颗粒物的排放，能够有效保护矿区及其周边区域的空气质量10。此外，应用净化处理技术，可以实现对资源的二次利用。例如，经过深度处理的废水，可以用于灌溉、补充城市景观水体、清洗公共设施等，可以有效节约“新鲜”水资源。废气处理后的热能不仅可以用于工业生产的热力供应，还可以通过热电联产设施转化为电力，进一步提高能源利用效率。废弃物和尾矿则可以通过精细加工，变成有用的原料，如替代天然砂石的混凝土骨料、改良土壤的肥料，以及制作生物质燃料的原料，既能节约资源，又能降低环境污染。3结语综上所述，露天煤矿绿色节能开采目标不是一朝一夕能够实现的，需要相关人员不断进行技术创新和制度创新，以实现矿业活动与环境保护、社会发展的和谐共生。其中，科技创新是核心动力，不仅能够提升矿业的生产效率，降低能源消耗，还能有效解决环境污染等问题。制度创新则是保障力量，能够更好地引导企业走向绿色节能的道路。参考文献：1李春林.露天煤矿绿色开采技术解析J.内蒙古煤炭经济，2022（18）：31-33.2高登.露天煤矿开采工艺现状及发展方向J.内蒙古煤炭经济，2021（22）：121-123.3孙广雨.基于绿色节能的露天煤矿开采技术分析J.内江科技，2021（1）：22-23.4高 富 强.绿 色 节 能 视 角 下 的 露 天 煤 矿 开 采 技 术J.内蒙古煤炭经济，2020（22）：21-22.5王平.露天煤矿开采工艺与设备现状及发展趋势J.矿业装备，2020（3）：150-151.6曹雨.我国露天煤矿开采工艺研究J.化工设计通讯，2020（3）：14+23.7田斌.露天煤矿绿色开采技术探究J.中国设备工程，2020（22）：248-249.8周英.露天煤矿绿色开采技术研究J.露天采矿技术，2019（6）：4-6.9李浩荡，佘长超，周永利，等.我国露天煤矿开采技 术 综 述 及 展 望 J.煤 炭 科 学 技 术，2019（10）：24-35.10 刘钧.露天煤矿绿色开采技术探讨J.能源与节能，2019（2）：73-74+171.作者简介：冯庆全(1975-)，男，内蒙赤峰人，采矿助理工程师，从事露天矿安全生产技术管理等工作。责任编辑：张梦117