绿色采矿理念下采矿工程的可持续发展策略研究

引言

矿业发展迅猛，资源过度消耗及生态环境破坏问题日益突出，矿业发展面临的关键制约因素，在此情境下，绿色采矿理念应运而生，在采矿作业中应重视环保与资源高效利用，在这一理念引领下，确保采矿工程可持续性是化解矿业冲突和促进行业绿色变革的核心途径，促进经济与生态环境协调发展意义重大。

1.绿色采矿理念概述

绿色采矿理念致力于运用尖端技术和创新手段，尽可能降低采矿活动对生态环境的消极影响，同步提升资源使用效能，此理念着重于推广可再生能源及节能设备的应用，研发低污染采矿技术，生物浸提与地下开采，旨在降低地表及生态破坏程度，绿色采矿重视废弃物处理，运用循环再利用及废水净化技术，减少矿山废弃物对环境的污染程度[1]。多方协作与跨学科探究是推进绿色采矿的关键途径，促进矿业企业、科研单位与政府部门间的合作创新，构建推动可持续发展的矿业生态体系。

2.绿色采矿理念下采矿工程的可持续发展面临的挑战

2.1 资源枯竭问题

地球漫长地质演化过程中孕育的矿产资源，其形成过程跨越亿万年，属典型非可再生资源，然而，全球经济正迅猛扩张，各行各业对矿产资源的渴求急剧攀升，众多矿山长期承受着高强度的开采压力，矿石品位持续走低，储藏量迅速下降，资源枯竭的危机日益临近，传统勘探手段，地质填图及物化探等，在寻找深部及隐蔽矿藏的过程中，受制于地质条件之复杂及技术精度之局限，效果显著降低，面临矿体贫化及变薄的趋势，开展开采活动需加大人力物力投入并延长时间消耗，开采难度以几何级数激增，新资源发掘速度显著慢于其被开采和消耗的速率，这无疑对采矿工程的可持续发展构成了严峻的资源保障挑战。

2.2 环境污染与生态破坏

采矿活动似双刃之剑，同时为社会提供关键资源，环境与生态遭受了广泛且复杂的负面影响，开采作业中产出的大量废石及尾矿，国家不仅掌控着丰富的土地资源，部分样品含有铅汞等重金属及其他有害成分，历经雨水长期冲刷，有害物质易渗透土壤，引发土壤污染问题，调整土壤理化特性，植被生长受影响；水体污染由此产生，损害水生生态环境，露天开采大范围破坏地表植被，导致土壤植被固持能力丧失，在降水及径流影响下，土地流失问题严峻，地貌地形遭受根本性改变，生态景观面临不可逆转的损害，若地下开采未妥善处理采空区，极易造成地面塌陷，对地表建筑构成威胁，破坏生态平衡。

2.3 能源消耗与碳排放

采矿工程被誉为能源密集型产业，矿石开采运输及加工各环节，各国均对能源供应有极大依赖，当前，化石能源在能源构成中继续主导，此行为导致采矿作业在大量耗能之际，大量排放二氧化碳等温室气体，在煤炭开采领域，提高设备需将煤炭自地下深处运送至地表，通风设施需确保矿井内空气流畅，运输设备承担着将煤炭运送至各地区的任务，这些设备持续运作耗费大量电力，我国目前电力生产主要依赖燃煤发电，间接引发碳排放增长，此外有些矿山设备陈旧技术滞后，能源使用效率不高，能源消耗与碳排放问题进一步恶化，全球对气候变化的关注度持续上升，采矿领域所承受的碳排放限制持续加剧，如何保持生产规模不变，减少能源使用和碳排放量，此问题迫切待解。

2.4 社会影响与冲突

采矿活动对当地社区产生多方面且深刻的影响，极易导致众多社会问题及冲突频发，巨型采矿工程通常需征用众多土地，引发居民搬迁，若补偿安置计划不合理，居民权益保障不足，居民易生不满和抵制情绪，采矿作业导致的粉尘污染问题，周边空气质量恶化，影响民众健康；噪音干扰了居民的日常生活作息，此类情况可能加剧社区与企业的矛盾程度[2]。此外，过度依赖采矿产业易导致地区经济结构过于单一，矿产资源耗尽或市场波动一旦发生，矿业行业面临挑战，当地经济将遭受严重打击，失业率显著攀升，居民收入急剧下降，社会矛盾持续恶化。

3.绿色采矿理念下采矿工程的可持续发展策略

3.1 资源高效利用

高效利用资源需打破传统开采模式的束缚，依据矿体赋存特性，运用三维建模技术精确描绘矿体轮廓，采用分区分段开采技术，实现各类矿石的分级高效利用，低品位矿石可利用生物浸出和微生物选矿等创新技术提取有价元素，这些技术对环境的适应能力要求极其严格，需挑选特定菌株并优化反应参数，同时遭遇反应速度迟缓及成本管控难题，同时，促进矿山废料资源化利用，将废弃石材用作建筑骨料或填充材料回收于采空区，尾矿可利用湿法冶金技术回收稀有金属，但必须突破尾矿浆脱水及杂质分离等关键技术难题，需克服工艺流程中设备兼容难题，唯有实现“开采-利用-回收”的完整循环。

3.2 环境保护与生态修复

环保理念应贯穿于采矿全过程，运用充填采矿技术降低采空区坍塌风险，填充材料可用工业废弃固体与胶凝材料混合体系，其流动与强度之平衡须精确调整材料配比以达成，监测充填体后期稳定性须借助高精度传感技术，生态修复需打破单一植被恢复的局限，构建“土壤改良、植被重建、生态链修复”三位一体的立体生态体系，采用微生物接种技术改善矿区酸性土壤，引入本土物种打造耐逆植被群体，同步运用生态沟渠处理矿井污水，微生物种群动态平衡的维持以及植被与当地生态系统的协同进化等问题，对修复技术的系统化要求极高，需持续跟踪评估修复效果的长期稳定性。

3.3 清洁能源利用

清洁能源转型需依据矿山地理特点制定个性化方案，露天矿山可在采场周边及废石堆场安装柔性光伏板，其抗风载耐温差性能须通过材料改性达成，需妥善处理光伏板与采矿设备的空间矛盾并克服电力储存挑战，地下矿山可借助矿井排水水位差搭建微型水力发电设施，涡轮机组需适应矿井水高含沙特性，同步配备储能系统以调节发电波动，此外，氢能动力设备推广遭遇井下氢气管道安全铺设及燃料电池低温性能适应难题，太阳能与地热能的联合应用需解决能量转换效率的匹配难题，这些技术的整合亟需跨学科的技术融合，需经受复杂工况对设备可靠性的挑战。

3.4 智能化与数字化转型

智能化及数字化转型需打造“感知、决策、执行”的智能闭环系统，利用无人机航测及井下巡检机器人实时搜集矿山信息，运用 5G 技术达成数据低延迟传输，这些设备须在粉尘多电磁干扰强的井下持续稳定运作，传感器抗干扰性能及续航时长构成技术挑战，构建数字孪生系统需融合地质采矿安全等多领域数据，达成矿山动态模拟及预测目标，数据标准化不统一及模型算力不足等问题亟待解决，智能开采设备协同作业需借助边缘计算节点的实时调度算法，需克服设备间通信延迟及路径冲突问题，需培养兼具采矿工艺知识和数字技能的复合型专业人才，唯有推动转型使技术应用深化至流程重构[3]。

结束语

在倡导绿色采矿的理念指导下，实现采矿工程可持续发展需多方协作，积极应对各类挑战，确保策略措施得到有效执行，有效促进采矿工程绿色高效转型，未来，我们应不断强化绿色采矿观念，持续革新技术与模式，为国家矿业可持续发展提供坚实保障。

参考文献

[1]李高锋.绿色采矿理念在矿产资源开发中的实践与探索[J].能源与节能,2024,(11):67-69.

[2]叶祥晖.现代采矿理念和充填采矿研究[J].中国新技术新产品,2014,(21):90.

[3]杨泽平.探究现代采矿理念与充填采矿[J].内蒙古煤炭经济,2014,(05):26-27.