基于綠色開采的綠色礦山建設(shè)
陳 斌，張有乾，艾聰
目前，我國經(jīng)濟的發(fā)展嚴重依賴煤炭能源的支撐，煤炭產(chǎn)量迅猛增長，對資源和環(huán)境的影響日益凸顯。盡管我國目前的煤炭產(chǎn)量和消費已占全世界的1／3，但我國煤炭行業(yè)所存在的粗放型煤炭開采還存在著十分嚴峻的資源浪費、環(huán)境破壞以及開采安全等問題。為解決上述矛盾，我國大力推進綠色礦山建設(shè)，綠色礦山是礦產(chǎn)資源開發(fā)利用與經(jīng)濟社會發(fā)展、生態(tài)環(huán)境保護相協(xié)調(diào)的礦山，以實現(xiàn)資源利用節(jié)約集約化、開采方式科學化、企業(yè)管理規(guī)范化、生產(chǎn)工藝環(huán)?；?、閉坑礦山生態(tài)化為目的。由此可見，綠色礦業(yè)是我國礦業(yè)發(fā)展的必由之路。近年來，我國學者提出了綠色開采理念及其技術(shù)體系，綠色開采是一種以資源利用最大化，環(huán)境破壞最小化為目的，安全、高效且利于可持續(xù)發(fā)展的煤炭開采技術(shù)體系，對綠色礦山建設(shè)的發(fā)展具有重要意義。
1、采礦引起的礦山環(huán)境問題
隨著我國煤炭產(chǎn)量的不斷增加，煤炭開采所帶來的環(huán)境問題愈加突出。礦山人為活動對包括礦山地面以上的空間環(huán)境(近地面的大氣圈)、地面環(huán)境和采礦活動影響下的井下環(huán)境在內(nèi)的礦山環(huán)境造成了一定程度的影響和破壞，形成了獨特的礦區(qū)生態(tài)環(huán)境問題，如矸石堆積如山，地面沉陷，地下水干枯，礦山附近的大氣污染，自然災(zāi)害頻發(fā)等。
1)土地資源的占用與破壞。地表塌陷、水土流失、沙漠化、固體廢棄物對土地的壓占和污染嚴重破壞土地資源。井工開采主要體現(xiàn)在地表塌陷以及矸石山壓占；露天開采主要體現(xiàn)在直接挖損與外排土場壓占。目前，我國煤礦采空區(qū)大面積沉陷180余處，沉陷面積達8．7萬公頃之多；沉陷盆地及大型沉陷坑1600多處，全國300個礦業(yè)城鎮(zhèn)，40個礦業(yè)城陷影響，嚴重影響者為25座。露天礦剝土、礦山疏干排水、植被破壞、礦山崩塌，導(dǎo)致水土流失嚴重。黃土區(qū)神府東勝礦區(qū)，礦區(qū)開采后，由原輸沙量3021萬t／d增加到6 753萬t／d。此外，煤礦開采會產(chǎn)生占煤炭產(chǎn)量10％～20％的矸石，目前我國煤矸石累計堆存近40億t，占用土地1萬公頃。
2)水資源的破壞。煤炭開采活動對水資源的破壞主要體現(xiàn)在人為疏干排水和采動形成的導(dǎo)水裂隙對煤系含水層的自然疏干，破壞了地下含水層的原始徑流；同時礦井水中普遍含有煤粉、巖粉懸浮物及可溶性的無機鹽類，污染水資源。全國煤礦每年排出礦井水約22億t，對地表河、海、水庫等水資源污染較嚴重，并會使礦區(qū)土地貧化，污染植被，同時，也破壞了礦區(qū)地下水循環(huán)系統(tǒng)，甚至導(dǎo)致礦區(qū)水位下降。
我國水資源匱乏，特別是西北地區(qū)國有重點大型礦區(qū)集中，礦井污水的排放更加劇了地區(qū)缺水。
3)大氣環(huán)境的破壞。礦區(qū)大氣環(huán)境的破壞主要是由以下幾個方面導(dǎo)致的，一是矸石山自燃釋放大量的二氧化硫、二氧化碳、一氧化碳；二是瓦斯排放；三是爆破煙塵。礦井瓦斯產(chǎn)生的溫室效應(yīng)是二氧化碳的21倍，我國煤礦年排放瓦斯120億m3，平均利用率不到20％，不僅是一種資源的浪費，也是對大氣環(huán)境的破壞。
4)誘發(fā)地質(zhì)災(zāi)害。泥石流、滑坡等自然災(zāi)害發(fā)生概率伴隨著開采規(guī)模的擴大、強度的加大而加大，尤其以大型的露天開采礦區(qū)最為集中。神府東勝礦區(qū)自開發(fā)以來，發(fā)生規(guī)模不等的泥石流200多次，造成的經(jīng)濟損失巨大，是比較典型的礦山泥石流分布區(qū)。
2、綠色礦山建設(shè)
隨著科學技術(shù)的不斷進步，生活水平的提高，人們對礦業(yè)開發(fā)又有了更高的要求，不僅要實現(xiàn)無廢開采，還要充分體現(xiàn)人們在礦業(yè)開發(fā)中的和諧理念，提出來綠色礦業(yè)的理念。2008年中國國際礦業(yè)大會以“綠色礦業(yè)、企業(yè)戰(zhàn)略、推動礦業(yè)持續(xù)繁榮”為主旨，有力地推動了綠色礦業(yè)的發(fā)展。綠色礦山，絕不是簡單的礦山復(fù)墾和綠化。綠色礦山建設(shè)是一項復(fù)雜的系統(tǒng)工程，有著全面深刻內(nèi)涵和實質(zhì)內(nèi)容，根據(jù)我國情和礦情，走綠色礦業(yè)發(fā)展之路勢在必行，而建設(shè)綠色礦山則尤其重要。
1）綠色開采理論體系。綠色開采是一種以資源利用最大化，環(huán)境破壞最小化為目的，安全、高效且利于可持續(xù)發(fā)展的煤炭開采技術(shù)體系，對綠色礦山建設(shè)的發(fā)展具有重要意義。
2)礦山生態(tài)環(huán)境建設(shè)。為使環(huán)境破壞最小化，資源利用最大化，在礦區(qū)特有條件下，充分利用綠色開采技術(shù)，然后輔以建立帶有礦區(qū)特色的生態(tài)系統(tǒng)，進而達到資源利用節(jié)約集約化，開采方式科學化、企業(yè)管理規(guī)范化、生產(chǎn)工藝環(huán)?；?、閉坑礦山生態(tài)化的綠色礦山建設(shè)標準。
a)推行現(xiàn)代立體農(nóng)業(yè)和生態(tài)農(nóng)業(yè)。我國東部平原礦區(qū)經(jīng)濟基礎(chǔ)好，自然條件優(yōu)越，因地制宜地積極發(fā)展現(xiàn)代立體農(nóng)業(yè)和生態(tài)農(nóng)業(yè)是實現(xiàn)高產(chǎn)高效的根本保證?，F(xiàn)代立體農(nóng)業(yè)的具體實現(xiàn)可利用基塘復(fù)墾技術(shù)，生態(tài)農(nóng)工業(yè)布局則以生物鏈復(fù)墾技術(shù)為主?，F(xiàn)代立體農(nóng)業(yè)的顯著標志是充分利用物種的時間差、作物生長空間差，充分高效的利用土地?；翉?fù)墾是對采煤沉陷地采取“挖深墊淺”措施獲得一定比例的旱田和水田，并按生態(tài)學原理對其進行立體開發(fā)的復(fù)墾技術(shù)，其關(guān)鍵是建立合理的基地時空立體結(jié)構(gòu)，從而達到現(xiàn)代立體農(nóng)業(yè)的目標。
生態(tài)農(nóng)業(yè)主要是運用生態(tài)學中的物種共生和物資循環(huán)再生等原理以及系統(tǒng)工程的優(yōu)化方法，實現(xiàn)物資多層次利用，已達到高產(chǎn)高效。在礦區(qū)土地復(fù)墾中稱之為礦區(qū)生態(tài)工程復(fù)墾。礦區(qū)生態(tài)工程復(fù)墾并不以一種復(fù)墾開發(fā)為目標，而是按照生態(tài)學中生態(tài)位原理、食物鏈原理和養(yǎng)分循環(huán)原理等，實現(xiàn)多種經(jīng)營、系統(tǒng)經(jīng)營，這也是現(xiàn)代大農(nóng)業(yè)的發(fā)展之路。
b)結(jié)合綠色開采多元化發(fā)展。綠色開采是形成綠色礦業(yè)及礦區(qū)綠色家園的重要組成部分。在綠色開采技術(shù)體系的基礎(chǔ)上，綜合應(yīng)用綠色礦山生態(tài)體系，在科學規(guī)劃指導(dǎo)下和高新技術(shù)支撐下，既保護環(huán)境、合理利用資源，又最大限度地獲得經(jīng)濟利益，必將大力推動我國綠色礦山建設(shè)。
c)可行性研究與穩(wěn)定性論證。在礦區(qū)生態(tài)系統(tǒng)建立規(guī)劃時期，必須合理考慮本地區(qū)實際氣候、地理條件以及礦區(qū)自身環(huán)境條件，建立因地制宜的生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)。并咨詢相關(guān)專家對其可行性進行綜合分析。礦區(qū)的生態(tài)體系建設(shè)與一般土地開發(fā)不同，受到采礦活動的制約。因此，在高產(chǎn)高效復(fù)墾規(guī)劃中必須首先進行沉陷地穩(wěn)定性論證，利用礦山開采沉陷理論，通過地表下沉預(yù)計?？茖W劃分出穩(wěn)沉區(qū)、非穩(wěn)沉區(qū)以及近期可穩(wěn)沉區(qū)與遠景穩(wěn)沉區(qū)，正確預(yù)計出穩(wěn)沉后的地形地貌，為規(guī)劃提供依據(jù)。
3、展望
由上可知，我國礦山建設(shè)還存在諸多環(huán)境問題，綠色礦山建設(shè)是我國礦業(yè)發(fā)展的必由之路，綠色開采是形成礦區(qū)綠色家園的重要技術(shù)組成部分。實現(xiàn)綠色礦業(yè)，前提是建立在環(huán)境評價基礎(chǔ)上的科學規(guī)劃，核心是持續(xù)創(chuàng)新包括綠色開采之內(nèi)的關(guān)鍵技術(shù)。伴隨著科技水平的不斷進步和國內(nèi)外實踐探索的陸續(xù)開展。綠色礦山建設(shè)的實現(xiàn)成為可能。當前需要的是對該體系的進一步完善，以及繼續(xù)從政策層面上加大對綠色礦山建設(shè)的支持和引導(dǎo)。
走綠色礦業(yè)之路，建設(shè)綠色礦山，發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟、建設(shè)循環(huán)型社會，就要求在礦業(yè)科技進步方面，加大研究開發(fā)能力，努力強化綠色礦山建沒的技術(shù)支撐。在政府的引導(dǎo)和管理下，是我國整體資源利用轉(zhuǎn)化為開放的良性循環(huán)經(jīng)濟模式。主要包括以下幾個方面：
1)加大科技投入。促進技術(shù)創(chuàng)新，努力發(fā)展綠色開采技術(shù)，完善綠色礦山建設(shè)體系。
2)加大立法、執(zhí)法力度。建立和完善礦產(chǎn)資源開發(fā)與生態(tài)環(huán)境保護相匹配的政策法規(guī)，強化對礦山環(huán)境管理的監(jiān)控。
3)政府應(yīng)以市場為導(dǎo)向，通過引導(dǎo)培育和部分投入，使礦山環(huán)境治理和土地復(fù)墾產(chǎn)業(yè)化。
