露天煤礦開采生態環境污染防治關鍵技術研究

關鍵詞：煤礦開采；生態環境；污染防治

中圖分類號：X171 文獻標識碼：A 文章編號：1008-9500（2025）04-0205-03

DOI：10.3969/j.issn.1008-9500.2025.04.058

Research on Key Technologies of Ecological Environmental Pollution Control in Open-Pit Coal Mining

YANG Rui

（WujiataOpencast Coal Mine，InnerMongolia Shendong Tianlong Group Co.，Ltd.，OrdosO172O9，China）

Abstract：Inthedevelopmentofopen-pitcoal mines，environmental degradation is significant.Basedonthis，the issues ofdust，soil erosion，and waterpolution generatedduringopen-pitmining were mainlydiscussed.Theoriginand transmission pathwaysofpolltionwerecomprehensively explored，andcorrespondingpollutioncontroltechnicalmeasures were proposed.Byanalyzing theecological environment polution preventionand control technologies inopen-pit coal miningandevaluating their efectivenessscientificandtechnologicalsupporthasbeenprovided toaddress theecological environment pollution caused by open-pit mining.

Keywords：coal mining; ecological environment; pollution control

煤炭在我國占據能源的主導地位，是支撐我國經濟社會發展的關鍵力量。然而，隨著露天煤礦的開采，環境污染問題逐漸變得顯著，煤礦及其鄰近區域的環境和居民的生活品質受到了重大的負面影響[。本研究探討了露天煤礦環境污染的整治方法，分析了在露天煤礦領域內關鍵的污染控制技術，對于推動煤炭產業的綠色轉型、保障國家的能源安全以及促進山區生態文明的建設具有至關重要的意義。

與人類日常生活緊密相連。然而，我國的煤炭資源分布存在不平衡性，煤炭礦藏種類繁多，煤礦地貌特征深受地質環境條件的重大影響。如果地質環境遭遇劇烈損害，不僅會對井下采礦作業的安全造成極大的不利影響，也會影響礦井內部的采礦效率。因此，整治煤礦污染顯得尤為關鍵，主要體現在3點：一是在開采過程中降低了重金屬中毒的風險；二是減少了每年安全事故的發生頻率；三是嚴重威脅附近居民的身體健康，也給礦區發展帶來了負面影響。

1露天煤礦開采生態環境污染防治的重要性 2露天煤礦開采環境污染問題

煤炭是應用較為普遍的能源類型之一。煤炭具備可燃性強、使用便捷、成本較低以及儲存簡單特性。

2.1土地退化

露天采礦活動會顯著降低土地質量，特別是在進行煤炭開采作業時，普遍采納的穿孔作業可能會嚴重損害地表土壤和地形構造，改變了巖石的初始構造和排列方式，造成地表土壤大量侵蝕，降低了地表的植物覆蓋率。礦場的房屋頂棚、道路設施、排水網絡、煤矸石垃圾填埋區以及垃圾處理設施的建設，耗費了廣闊的土地面積。此外，采礦行為可能會引起地表水流量的降低乃至完全消失，以及引發地下水資源流失的問題[2]。

2.2大氣污染

在采礦活動中的各個環節，如勘探、爆破、穿孔等，會產生含有煤炭顆粒的揚塵。露天煤礦開采過程機械設備污染物排放情況如表1所示。礦場內集中供暖服務和浴室中的熱水供應系統，也會排放一定量的污染物。在寒冷季節的供暖期間，礦場安裝了4臺每小時產能為 2 0 t 的蒸汽鍋爐，用于提供暖氣和洗澡用熱水；在非供暖期間，鍋爐的使用量降至1臺。鍋爐排氣煙肉的垂直高度為 7 0 m ，煙肉的口徑為 2 m ，采用直徑大約為 2 0 m 的鋼管，總的供暖周期約為 1 6 0 d 預計每天的供暖時長為 。燃煤供暖鍋爐大氣污染物排放量如表2所示。

3露天煤礦開采生態環境污染防治關鍵技術

3.1重新植被

建立永久性植被覆蓋不僅能夠穩固土壤和遏制污染物擴散，還可以保持生態平衡和防止水土流失，顯著提升礦區的外觀美化和生態面貌。該過程不僅涉及在經過改良的土壤上成功種植植物，還意味著在沒有外界幫助的情況下，能夠建立一個自我持續發展的植物生態系統[4]。植被需要挑選能夠在惡劣環境中生長、擴散和繁衍的植物種類。在生態修復的工作中，尾礦區域更傾向于選擇那些能夠抵御、忍受高濃度有毒金屬的環境并良好生長的植物種類。這些植物不僅能夠穩固土壤、降低侵蝕，還能夠通過根部吸收并富集重金屬，進而凈化土壤，推動生態系統的自然復原和持久平衡[5]。

3.2植物修復

植物修復的目標是重建露天礦山的土地生態，主要利用生物學方法對礦山廢棄物進行生態整治。植物修復技術利用植物的吸收、轉化和固定能力來移除土壤中的有害污染物，或者將這些污染物轉化為非有害的狀態。植物修復主要涉及兩種方法：一種是利用植物提取土壤中的金屬，另一種是利用植物穩定和積累土壤中的金屬。同時，通過植物的調控作用來降低這些金屬的遷移性和生物可利用性[。

3.3大氣污染的防治技術

礦石自燃導致空氣中充斥著眾多有毒有害氣體，需加大對空氣質量的監管力度，實施一系列綜合性措施進行預防。對燃燒區域進行表面澆水作業降低燃燒區的熱度，利用特定材料打磨礦石表面，在礦石表面施用一些抑制氧化的溶液，避免礦石繼續發生氧化反應，將滅火材料混合成漿狀，然后通過機械壓力注入礦石山的裂縫和孔隙。覆蓋操作需耗費大量土壤，表面處理操作相對簡單，但與滅火材料注入礦石相比，效果并不顯著。針對礦區自燃問題，存在兩種主要的防控策略，一種方法是控制礦區可燃物的逸出，另一種方法是限制礦區空氣流動，通過降低燃料的氧化速度以減少礦石山的氣體泄漏。關鍵的防控手段是調整礦石礦床的結構，將礦石礦床從錐形改造為平面形態，目的是減小礦石山側面的暴露面積[7-8]。

3.4污水澄清和過濾技術

露天煤礦開采過程中產生的污水包含多種污染物和雜質，為了保證生態環境，需要凈化污水，清潔并清除有害雜質。污水凈化技術包括物理方法和化學方法，主要原理就是通過沉降、混凝、沉淀工藝來完成。在污水處理過程中，主要將固體顆粒物沉淀至底部或者向污水中加入絮凝劑來過濾去除污水中的有害物質，從而達到污水凈化的作用，同時在污水處理環節可以根據實際情況選擇合理的處理方法，提高污水凈化的效率。

3.5深化處理技術

超過濾、反滲透、薄膜過濾等技術是水處理行業廣泛應用的技術，通過精密的過濾程序高效地移除污水中的污染物和有機成分。特別是逆滲透技術，依賴于高效能的逆流過濾膜，使得離子和小分子物質得以截留，溶劑（通常是水）能夠通過膜。反滲透工作原理如圖1所示。在處理露天煤礦開采過程中產生的污水時，逆滲透技術通過高效移除污水中的有機污染物質，進而顯著減少化學需氧量（ChemicalOxygenDemand，COD）的水平，保障水質的優良標準，提高了水的循環使用率。

3.6實時分析監測數據

在金屬礦山開采的環境監測和數據分析系統中，實時分析監測數據是確保采礦活動正常開展的關鍵。通過實時分析開采過程監測數據，礦山管理層可以根據開采的實際情況進行動態調整，并根據最新的數據做出正確的決策，最大限度地減少開采過程對環境的影響；通過實時分析設備運行和采礦過程的監測數據，能夠不斷優化設備性能，降低能耗，提高采礦過程中的生產率和資源利用效率。同時，要根據實際情況對合規性進行調整，以保證礦山活動符合法律規范和標準，以防止潛在的法律責任。

4結論

本研究深人分析了露天煤礦所引發的環境污染問題，并全面探討了露天煤礦污染的來源識別、污染擴散機制、污染控制技術以及其他重要的環境整治方法，為我國露天煤礦的環境保護與整治工作提供了理論支撐和技術保障。然而，露天煤礦的污染治理是一項涉及眾多學科和領域的復雜系統性工程，在未來的發展中，需要持續增強科研資源的投入，健全相應的法律與規章制度，加大技術革新的力度，為我國露天煤礦的環境保護與監管工作提供技術支撐。

參考文獻

1趙忠，李小軍.露天煤礦的礦區環境保護[J]北方環境，2013（7）：115-117.

2 范小杉，熊向艷，馬建軍，等.北方草原露天煤礦區生態景觀變化研究：以呼倫貝爾市伊敏露天礦為例[J].環境工程技術學報，2019（6）：732-740

3楊智廣.露天煤礦排土場生態恢復中的植被重建[J].花卉，2019（12）：278.

4 李瑞云.露天煤礦開采引發的環境問題及環境保護對策[J].神州，2017（27）：279-280.

5 馬曉婷，陰俊齊，程艷，等.基于PSR模型的荒漠區露天煤礦環境績效評估研究[J].中國煤炭，2015（3）：126-131.

6 黃選明，張雁，李文嵩，等.我國露天煤礦水害特征與防治水技術[J].煤田地質與勘探，2020（4）：53-60.

7劉平，童亞莉，高佳佳，等.中國大氣污染防治技術評價應用體系與方法探析[J].環境污染與防治，2020（8）：1049-1053.

8 郭利京，黃振英.淮河生態經濟帶農業面源污染空間分布及治理研究[J].長江流域資源與環境，2021（7）：1746-1756.