1.碳中和語境下綠色礦山建設(shè)的底層邏輯
全球氣候變化日益嚴(yán)峻，嚴(yán)重威脅人類社會(huì)健康持續(xù)發(fā)展。減少溫室氣體排放，實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)，促進(jìn)人類社會(huì)可持續(xù)發(fā)展成為全球共識(shí)。礦山是重要的工業(yè)領(lǐng)域，在社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中占據(jù)重要地位，但其生產(chǎn)加工建設(shè)過程中碳排放量較大，環(huán)境污染較大，有害物質(zhì)多且災(zāi)害事故常有發(fā)生。無害化建設(shè)通過創(chuàng)新技術(shù)，優(yōu)化開采流程，減少碳排放，降低生產(chǎn)活動(dòng)對(duì)環(huán)境的破壞；無廢化建設(shè)充分利用生產(chǎn)建設(shè)中的廢棄物，推動(dòng)了礦山廢棄物循環(huán)利用能力提升；數(shù)字化建設(shè)整體提升了礦山建設(shè)的智能化水平，減少了非必要的消耗。3者共同構(gòu)成了綠色礦山建設(shè)的底層邏輯，推動(dòng)礦山建設(shè)走向智能化、可持續(xù)化和低碳化(圖1)。因此，減少礦山建設(shè)過程中的碳排放，實(shí)現(xiàn)無害化、無廢化和數(shù)字化利用是實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。
圖1 碳中和語境下綠色礦山建設(shè)的底層邏輯
1.1.零碳目標(biāo)下的無害化建設(shè)
我國(guó)礦產(chǎn)資源總量豐富，但貧礦多、品位低、伴生礦多，導(dǎo)致選礦磨礦難度大且尾廢率高。大量有價(jià)礦物和元素未經(jīng)回收便成尾礦堆置，浪費(fèi)了資源，影響土地利用，引發(fā)地表塌陷、邊坡破壞、大氣水體污染等危害。無害化建設(shè)是實(shí)現(xiàn)礦山資源綜合化、永續(xù)利用的首要前提，是建設(shè)清潔礦山、綠色礦山的關(guān)鍵基礎(chǔ)，包含減少人員健康危害和保護(hù)礦山生態(tài)環(huán)境無害兩層含義。零碳目標(biāo)下的無害化建設(shè)理應(yīng)遵循生命共同體、全生命周期和邊采邊復(fù)原則,采用物理-化學(xué)-生物組合修復(fù)技術(shù)力爭(zhēng)實(shí)現(xiàn)災(zāi)害事故與環(huán)境污染的源頭減量、過程控制與末端提升。減少生命危害應(yīng)強(qiáng)化隱蔽致災(zāi)因素智能預(yù)測(cè)、重大災(zāi)害監(jiān)控預(yù)警、重大事故應(yīng)急救援等關(guān)鍵預(yù)防技術(shù)體系研發(fā)與應(yīng)用，同時(shí)借助礦產(chǎn)資源智能化、地下氣化和機(jī)器化等創(chuàng)造少害工作方式，構(gòu)筑“防治一體”的礦山開采模式。環(huán)境無害應(yīng)將無害化建設(shè)理念和綠色清潔技術(shù)貫穿礦山勘察設(shè)計(jì)、生產(chǎn)加工與生態(tài)修復(fù)等全過程，盡可能地降低采礦活動(dòng)負(fù)影響。首先，勘察設(shè)計(jì)階段，需基于礦山環(huán)境容量、資源承載力等生態(tài)本底指標(biāo)，設(shè)計(jì)科學(xué)合理的開采方案和無害化預(yù)防處理方案，優(yōu)先使用保水開采、帷幕注漿、條帶開采等綠色開采技術(shù)降低地質(zhì)水文破壞；其次，生產(chǎn)加工階段，含水率對(duì)尾渣穩(wěn)定性與污染大小具有關(guān)鍵的影響作用。因此，針對(duì)原礦開采洗選后分離出的大量廢水礦渣混合物，應(yīng)依托尾礦濃密機(jī)、陶瓷過濾機(jī)和裝載機(jī)等物理修復(fù)設(shè)備進(jìn)行濃縮-過濾-脫水-壓實(shí)等操作，同時(shí)必須運(yùn)用相關(guān)化學(xué)試劑吸附回收過濾出的廢水中的有害元素。此外，排放出的尾礦廢渣可采用干式、膏體或固結(jié)的形式，將其及時(shí)用于恢復(fù)植被或土地復(fù)墾,以減少環(huán)境危害；最后，閉礦修復(fù)階段，應(yīng)通過人工添加改良劑、人工/天然植被以及施加微生物等物理、化學(xué)與生物技術(shù)手段對(duì)尾礦覆土進(jìn)行修復(fù)，力爭(zhēng)尾廢污染最小化以確保礦山生態(tài)環(huán)境不低于采礦前狀態(tài)。
1.2.零碳目標(biāo)下的無廢化建設(shè)
資源有限性、人類認(rèn)識(shí)深化和開采技術(shù)革新共同決定了礦山終將走向無廢化建設(shè)模式。礦山無廢化建設(shè)旨在將循環(huán)經(jīng)濟(jì)原則貫徹于礦山勘探—規(guī)劃—建設(shè)—開采—生產(chǎn)加工—利用全過程，最大限度地提高礦山資源利用效率，降低生態(tài)環(huán)境的破壞污染程度,實(shí)現(xiàn)資源-環(huán)境-人類和諧發(fā)展。零碳目標(biāo)下，生態(tài)治理行動(dòng)普及和資源管控政策強(qiáng)化，建筑材料市場(chǎng)復(fù)蘇和資源“增量”開發(fā)受阻，亟需通過無廢化建設(shè)實(shí)現(xiàn)礦產(chǎn)資源2次“存量”開發(fā)，破除錯(cuò)配困局。無廢化建設(shè)勢(shì)必能在遵循減量化、再利用和資源化三大原則下，助推綠色礦山建設(shè)戰(zhàn)略目標(biāo)實(shí)現(xiàn)。首先，在源頭采礦上，運(yùn)用低廢分段式采準(zhǔn)技術(shù)和無爆智能化挖掘設(shè)備能有效實(shí)現(xiàn)廢石減量化。一方面，低廢采準(zhǔn)通過設(shè)計(jì)合理巷道路線、構(gòu)建V型塹溝底層和菱形拱形頂部等方式，可避免重復(fù)掘進(jìn)和巖石冒落；另一方面，無爆炸多維信息感知挖掘機(jī)可根據(jù)巖性調(diào)整采礦參數(shù)，精準(zhǔn)識(shí)別并挖掘出合格礦石，顯著降低礦石貧率。其次，在選礦加工中，應(yīng)根據(jù)尾礦組分性質(zhì)，組合重選、磁選、浮選、酸浸、絮凝等再選工藝提取高品位有價(jià)資源，逐步提升礦石回采率和回用率。同時(shí)，在此過程中所產(chǎn)生的廢水應(yīng)通過無害化處理技術(shù)，回收微量有價(jià)元素、吸收有害物質(zhì)，確保其能作為回水重復(fù)利用，減少水浪費(fèi)與水污染。最后，在末端處理上，針對(duì)未回收的低品位和難提取的尾礦，應(yīng)在保證其對(duì)環(huán)境無害的基礎(chǔ)上，構(gòu)建分級(jí)分質(zhì)回收再利用體系，構(gòu)筑煤炭開采—有價(jià)提取—建材材料—固廢發(fā)電—充填回埋—農(nóng)用物資的無廢化循環(huán)利用產(chǎn)業(yè)鏈。如可根據(jù)粒徑分布特征，選擇將其用作農(nóng)業(yè)化肥、高性能建筑材料和發(fā)電燃料，或及時(shí)用于回填礦山采空區(qū)以防礦巖爆破和地表塌陷，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)尾廢資源化再利用。
1.3.零碳目標(biāo)下的數(shù)字化建設(shè)
相比加工制造業(yè)，采礦業(yè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)多、危險(xiǎn)系數(shù)高、勞動(dòng)強(qiáng)度大,傳統(tǒng)粗放型作業(yè)模式會(huì)導(dǎo)致大量污染與破壞。因此，為提升采礦業(yè)整體安全水平的數(shù)字化、智能化生產(chǎn)方式前景廣闊。1999年，首屆國(guó)際數(shù)字大會(huì)首次提出“數(shù)字礦山”概念，礦業(yè)數(shù)字化改造受到業(yè)界的廣泛關(guān)注、探索與應(yīng)用。“數(shù)字礦山”建設(shè)提倡礦山空間屬性和業(yè)務(wù)處理流程的可視化、數(shù)字化和信息化應(yīng)用，為礦山生產(chǎn)智能化、管理高效化和決策科學(xué)化奠定基礎(chǔ)與前提。同時(shí)，“數(shù)字礦山”建設(shè)主張?jiān)趩渭兊臄?shù)字處理仿真基礎(chǔ)上，優(yōu)化整合大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、區(qū)塊鏈、物聯(lián)網(wǎng)和人工智能等前沿技術(shù),構(gòu)建與完善礦山數(shù)字孿生體系，極大地提升了礦山數(shù)字化建設(shè)水平。盡管我國(guó)已在礦山地理信息系統(tǒng)、礦山虛擬現(xiàn)實(shí)和煤礦機(jī)器人等部分技術(shù)上實(shí)現(xiàn)了突破，但貫穿于整個(gè)礦業(yè)流程的聯(lián)動(dòng)性不足，仍面臨關(guān)鍵數(shù)字技術(shù)不到位和規(guī)范性不強(qiáng)等問題。零碳目標(biāo)下，為強(qiáng)化礦山數(shù)字化建設(shè)，盡可能地降低礦山開采的危害性與危險(xiǎn)性，亟需探索礦山數(shù)字技術(shù)全流程化、標(biāo)準(zhǔn)化應(yīng)用模式。首先，數(shù)字化建設(shè)既要深入采礦產(chǎn)業(yè)全流程，亦要服務(wù)于礦業(yè)事權(quán)管理全過程，以提升礦業(yè)縱向管理與橫向業(yè)務(wù)的耦合發(fā)展水平。在橫向業(yè)務(wù)流程上，數(shù)字化技術(shù)需同時(shí)深入資源評(píng)價(jià)與模擬、開采設(shè)計(jì)與優(yōu)化、生產(chǎn)精細(xì)化管理、自動(dòng)化測(cè)量驗(yàn)收和災(zāi)害預(yù)警防控等過程，以充分發(fā)揮各環(huán)節(jié)耦合協(xié)同效能。在縱向事權(quán)架構(gòu)上，數(shù)字化技術(shù)應(yīng)共同服務(wù)于設(shè)備層、控制層、生產(chǎn)執(zhí)行層、經(jīng)營(yíng)管理層和決策支持層,以破除各環(huán)節(jié)各部門間的數(shù)據(jù)信息交流、傳輸與處理障礙。其次，加快攻關(guān)部分?jǐn)?shù)字化建設(shè)技術(shù)難題，激發(fā)采礦企業(yè)建設(shè)數(shù)字礦山動(dòng)力。如極端礦山環(huán)境下，如何實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離網(wǎng)絡(luò)傳輸通信以及如何增強(qiáng)無人駕駛與自動(dòng)化生產(chǎn)中模型的感知泛化和跟蹤能力。此外，針對(duì)不同子系統(tǒng)、礦用設(shè)備和礦山環(huán)境普遍存在的器械型號(hào)、數(shù)據(jù)格式、傳輸協(xié)議和通信標(biāo)準(zhǔn)差異的問題，應(yīng)在制定出臺(tái)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的同時(shí)，加快研發(fā)相應(yīng)的數(shù)據(jù)解析轉(zhuǎn)碼、通信轉(zhuǎn)換工具，以進(jìn)一步規(guī)范礦業(yè)生產(chǎn)行為，提高管理效能。
2.碳中和語境下綠色礦山建設(shè)的核心要義
碳排放貫穿于礦產(chǎn)資源開發(fā)的采、洗、選、運(yùn)、復(fù)墾全過程，主要來源于能源燃料消耗和電力熱力消費(fèi)。因此，面向碳中和目標(biāo)的綠色礦山建設(shè)，應(yīng)從采礦業(yè)的生產(chǎn)要素、結(jié)構(gòu)流程和技術(shù)設(shè)備出發(fā)，探索環(huán)節(jié)控碳、能源降碳和技術(shù)增匯的建設(shè)體系(圖2)。
圖2 碳中和語境下綠色礦山建設(shè)的核心要義
2.1.全生命周期的綠色設(shè)計(jì)
建設(shè)碳中和語境下的綠色礦山，必須首先培育全生命周期的綠色生產(chǎn)模式，從根源上解決高碳排、高風(fēng)險(xiǎn)和低效率問題。全生命周期的綠色設(shè)計(jì)是指在綠色礦山建設(shè)時(shí)凸顯循環(huán)經(jīng)濟(jì)理念，構(gòu)建短流程、一體化、可持續(xù)的聯(lián)通生產(chǎn)體系。一是短流程生產(chǎn)模式。該模式旨在通過裝備優(yōu)化、工藝調(diào)整、藥劑改良和技術(shù)創(chuàng)新等方式,建立工藝簡(jiǎn)單、流程簡(jiǎn)短的礦物生產(chǎn)線，以期降低生產(chǎn)成本、提高出產(chǎn)材料品質(zhì)、優(yōu)化工藝流程結(jié)構(gòu)。二是一體化建設(shè)。該類建設(shè)模式主要包括資源材料、規(guī)劃、裝備和生產(chǎn)管理一體化,是指通過建立剝離、回采、配礦、洗礦、選礦、運(yùn)輸和復(fù)墾等生產(chǎn)環(huán)節(jié)的有機(jī)聯(lián)系，提升材料、設(shè)備和技術(shù)利用效率，從而實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)環(huán)境效益最大化。三是可持續(xù)利用技術(shù)。首先，在短流程與一體化建設(shè)基礎(chǔ)上，應(yīng)根據(jù)礦山類型、發(fā)展目標(biāo)與社會(huì)經(jīng)濟(jì)條件，促進(jìn)部分塌陷修復(fù)場(chǎng)地低碳化、能效化轉(zhuǎn)型，如通過風(fēng)光電網(wǎng)、科普博物館、地質(zhì)公園等修復(fù)模式，為采礦企業(yè)可持續(xù)生產(chǎn)提供能源、資金和環(huán)境等循環(huán)支持。其次，通過變傳統(tǒng)礦業(yè)工藝為“流態(tài)化煤炭開采+聯(lián)合循環(huán)發(fā)電+CO2捕集封存”或“地下氣化+制氫+CO2捕集封存”,降低采礦活動(dòng)碳排放。更重要的是，深部流態(tài)化開采技術(shù)通過盾構(gòu)開采、破碎分離、原位轉(zhuǎn)化、負(fù)碳充填和傳輸調(diào)蓄等全新的生產(chǎn)環(huán)節(jié),將固態(tài)礦產(chǎn)資源轉(zhuǎn)化為液態(tài)、氣態(tài)或氣液混合態(tài)，既實(shí)現(xiàn)了深部固體礦產(chǎn)資源的采、選、冶、電、氣等原位實(shí)時(shí)一體化開發(fā)，又在縮短工藝流程的同時(shí)減少了生產(chǎn)成本和資源浪費(fèi)。最后，在此基礎(chǔ)上輔以循環(huán)發(fā)電(IGCC)、煤制綠氫和CO2捕集利用與封存(CCUS)等資源綜合利用技術(shù),徹底改變礦產(chǎn)生產(chǎn)利用回收產(chǎn)業(yè)鏈，降低CO2排放。
2.2.泛能源邊界的產(chǎn)業(yè)模式
碳中和目標(biāo)建設(shè)背景下，能源結(jié)構(gòu)從傳統(tǒng)高能耗、不可再生能源向清潔低碳綠色化新能源發(fā)展成為基本趨勢(shì)。綠色礦山建設(shè)不僅要構(gòu)建全環(huán)節(jié)綠色生產(chǎn)體系，更要探索全能源綠色化。當(dāng)前，我國(guó)能源資源分布極不均衡，風(fēng)、光、水、氣、熱等清潔能源集中分布在邊遠(yuǎn)地區(qū)和東部沿海,且與我國(guó)主要礦產(chǎn)區(qū)高度重疊。因此，有必要、也有條件根據(jù)采礦跡地的資源稟賦，發(fā)展泛能源邊界的多能一體化產(chǎn)業(yè)模式，即逐步從單一的煤炭資源開采使用，向多元清潔能源綜合開發(fā)、儲(chǔ)能和調(diào)控過渡，最終實(shí)現(xiàn)新舊能源主體地位的交替取代。一是構(gòu)建多能互補(bǔ)的礦山產(chǎn)業(yè)模式。按照能源品位水平進(jìn)行多種能源耦合互補(bǔ)應(yīng)用,以實(shí)現(xiàn)能源減碳、高效配置和持續(xù)供給等多目標(biāo)協(xié)同發(fā)展。一方面，采礦跡地能為發(fā)展區(qū)域多能互補(bǔ)產(chǎn)業(yè)體系提供更豐富的物理空間和生產(chǎn)設(shè)備，更有利于實(shí)現(xiàn)規(guī)模化開發(fā)利用；另一方面，采礦跡地地質(zhì)環(huán)境長(zhǎng)期失穩(wěn)、敏感多變。因此，在開發(fā)前必須仔細(xì)評(píng)估礦山工程地質(zhì)情況和能源稟賦條件，立足本底特征編制礦區(qū)產(chǎn)業(yè)多能互補(bǔ)融合發(fā)展規(guī)劃，促進(jìn)礦山產(chǎn)業(yè)全方位發(fā)展。二是構(gòu)建以優(yōu)勢(shì)清潔能源為主體，以礦產(chǎn)資源為兜底的耦合生產(chǎn)單元，重點(diǎn)采用抽水蓄能、壓縮空氣儲(chǔ)能和化學(xué)含能物質(zhì)儲(chǔ)能等新型低成本儲(chǔ)能模式,推動(dòng)礦山多能源梯級(jí)互補(bǔ)利用。例如，構(gòu)建風(fēng)-光-氣-儲(chǔ)一體化礦井微電網(wǎng)系統(tǒng),立足風(fēng)電、光伏等主要供電源的同時(shí)，配備儲(chǔ)能設(shè)備、水電調(diào)節(jié)和煤層氣發(fā)電等電力系統(tǒng)，以應(yīng)對(duì)能源消納問題，在充分利用礦區(qū)風(fēng)光氣等資源的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)零碳排放。
2.3.濟(jì)人類福祉的技術(shù)創(chuàng)新
2005年，聯(lián)合國(guó)出版的《生態(tài)系統(tǒng)與人類福利：評(píng)估框架》中提出生態(tài)系統(tǒng)主要通過改變安全、物質(zhì)、健康、社會(huì)關(guān)系、自由權(quán)與選擇權(quán)進(jìn)而影響人類福祉。因此，在環(huán)境和資源約束下，通過技術(shù)創(chuàng)新提高生態(tài)資源投入與人類福祉間的轉(zhuǎn)化效率，是實(shí)現(xiàn)人類社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的重要途徑。碳中和本質(zhì)上是從資源依賴走向技術(shù)依賴的過程,終極目標(biāo)是依靠能源-產(chǎn)業(yè)-技術(shù)革新，建構(gòu)公眾對(duì)人類命運(yùn)共同體和人與自然和諧共生的價(jià)值追求。而技術(shù)創(chuàng)新作為推進(jìn)綠色礦山建設(shè)的根本動(dòng)力，其發(fā)展方向勢(shì)必將順應(yīng)碳中和目標(biāo)建設(shè)要求，遵從“以人為本、天人合一”的基本原則。此外，以技術(shù)創(chuàng)新推動(dòng)綠色礦山建設(shè)不僅能夠提高資源利用效率，更能滿足環(huán)境宜居、社區(qū)和諧和生活幸福等多重人類需求，達(dá)成福祉技術(shù)化和技術(shù)福祉化的高度契合。如《礦產(chǎn)資源節(jié)約和綜合利用先進(jìn)適用技術(shù)目錄(2022年版)》已針對(duì)六大類礦產(chǎn)資源遴選推薦了涵蓋高效開采、高效選礦、綜合利用、綠色低碳、數(shù)字化智能化技術(shù)五大方面的317項(xiàng)技術(shù)，推廣利用后將有效提高工作效率、促進(jìn)安全生產(chǎn)和保護(hù)生態(tài)環(huán)境。
同時(shí)，未來需重點(diǎn)關(guān)注并破除短期將出現(xiàn)的“技術(shù)性失業(yè)”問題，加大優(yōu)質(zhì)信息技術(shù)在礦企技能培訓(xùn)管理、就業(yè)風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)和就業(yè)保障制度完善等文關(guān)懷領(lǐng)域的投入，以實(shí)現(xiàn)采礦業(yè)自下而上全方位革新。
3.碳中和語境下綠色礦山建設(shè)的行動(dòng)方略
碳中和目標(biāo)賦予綠色礦山建設(shè)全新邏輯，也帶來了全方位的機(jī)遇與挑戰(zhàn)。未來推進(jìn)碳中和語境下的綠色礦山建設(shè)應(yīng)基于多主體利益聯(lián)結(jié)機(jī)制，促進(jìn)礦山物質(zhì)-理論-文化三重維度空間融合發(fā)展(圖3),以期探索新時(shí)代下綠色礦山環(huán)境-能力-模式全面建設(shè)提升的實(shí)踐進(jìn)路。
圖3 碳中和語境下綠色礦山建設(shè)行動(dòng)方略
3.1.硬件配套建設(shè)物質(zhì)綠色礦山，夯實(shí)工程實(shí)踐環(huán)境
推進(jìn)礦業(yè)發(fā)展模式的全流程、全方位、全地區(qū)轉(zhuǎn)型是“雙碳”目標(biāo)達(dá)成的關(guān)鍵基礎(chǔ)與內(nèi)在要求。2024年自然資源部等七部委印發(fā)的《關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)綠色礦山建設(shè)的通知》文件中，明確要求推動(dòng)綠色礦山建設(shè)由少數(shù)示范轉(zhuǎn)為全面推進(jìn)，這也進(jìn)一步印證了碳中和目標(biāo)下綠色礦山建設(shè)的必要性與重要性。新形勢(shì)下，要構(gòu)建全國(guó)綠色礦山建設(shè)新格局，必須遵循點(diǎn)-線-面的基本邏輯，開展硬件配套工程建設(shè)。其中，點(diǎn)是指單個(gè)礦區(qū)所涉及的生產(chǎn)消費(fèi)全環(huán)節(jié)，線是指開發(fā)環(huán)節(jié)形成的市場(chǎng)鏈與產(chǎn)業(yè)鏈，通過落實(shí)各環(huán)節(jié)的綠色低碳發(fā)展，構(gòu)建點(diǎn)與點(diǎn)間的良性循環(huán)產(chǎn)業(yè)鏈條，統(tǒng)籌布局實(shí)現(xiàn)不同地區(qū)綠礦產(chǎn)業(yè)鏈銜接聯(lián)動(dòng)，最終拓展至全國(guó)，從而形成綠色礦山建設(shè)發(fā)展網(wǎng)絡(luò)。
(1)落實(shí)綠色礦山綜合開發(fā)與環(huán)境治理。
礦山資源綜合利用與環(huán)境生態(tài)修復(fù)是助力礦山減碳增匯、能源結(jié)構(gòu)升級(jí)和土地節(jié)約集約利用，實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)的有力工具,應(yīng)從理念深化、政策激勵(lì)和技術(shù)進(jìn)步3個(gè)方面逐步落實(shí)。一是理念宣傳與深化，當(dāng)前，礦業(yè)循環(huán)經(jīng)濟(jì)和環(huán)境治理意識(shí)已然深入廣大礦企，但具體落實(shí)方式和環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)仍缺乏普遍共識(shí),未來需在《礦產(chǎn)資源節(jié)約和綜合利用先進(jìn)適用技術(shù)目錄(2022)》的基礎(chǔ)上，凝練總結(jié)綜合開發(fā)與環(huán)境治理模式，推廣宣傳其流程內(nèi)容，從而促進(jìn)綠色、循環(huán)理念深入礦山建設(shè)全過程。二是加大政策激勵(lì)與監(jiān)管力度，依托生產(chǎn)許可管制、稅收減免、固廢回收公益補(bǔ)貼和第3方機(jī)構(gòu)評(píng)價(jià)等手段引導(dǎo)礦企將循環(huán)經(jīng)濟(jì)與生態(tài)修復(fù)等工作優(yōu)先納入規(guī)劃—建設(shè)—生產(chǎn)—閉坑全流程中。此外，經(jīng)濟(jì)可行性是影響礦企長(zhǎng)期踐行綠色礦山建設(shè)的決定性因素,在實(shí)現(xiàn)零碳化的前提下，通過模塊整合使技術(shù)革新與進(jìn)步能夠滿足成本低廉、成效顯著、易于操作推廣等附加條件。
(2)完善綠色礦山統(tǒng)一市場(chǎng)與產(chǎn)業(yè)鏈條。
實(shí)施綠色礦山要素市場(chǎng)化改革，建立各區(qū)塊覆蓋、全價(jià)值明晰的采礦開發(fā)利用產(chǎn)業(yè)鏈，是促進(jìn)礦產(chǎn)資源高效配置、緩解綠礦建設(shè)資金壓力、推動(dòng)信息共享和技術(shù)進(jìn)步以維系綠色礦山長(zhǎng)效可持續(xù)建設(shè)的核心。其中，綠色礦山產(chǎn)業(yè)價(jià)值鏈建設(shè)包括產(chǎn)品鏈、空間鏈和供需鏈三重維度。產(chǎn)品鏈層面，應(yīng)通過約束驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)，引導(dǎo)礦企發(fā)展礦產(chǎn)資源深加工模式，同時(shí)加大科研投入推動(dòng)復(fù)雜開采技術(shù)突破，提高產(chǎn)品質(zhì)量和后端附加值；空間鏈層面，兼并重組或淘汰小型低效礦企，打造綠色礦山領(lǐng)軍企業(yè)，提高產(chǎn)業(yè)資源集中度，依靠規(guī)模經(jīng)濟(jì)和產(chǎn)業(yè)集聚刺激技術(shù)創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品高質(zhì)化和行業(yè)規(guī)?；?供需鏈層面，引入綠色金融和碳交易市場(chǎng)體系，培育礦企綠色低碳發(fā)展理念，同時(shí)充分發(fā)揮證券交易所等明晰庫存、精準(zhǔn)定價(jià)和優(yōu)化配置的功能，確保綠礦產(chǎn)品交易高效、有利可圖，市場(chǎng)交易與社會(huì)分工之間形成良性循環(huán)格局。
(3)協(xié)調(diào)綠色礦山區(qū)域布局與聯(lián)動(dòng)發(fā)展。
技術(shù)升級(jí)和成本降低一般在大規(guī)模的生產(chǎn)應(yīng)用和市場(chǎng)交易中方能產(chǎn)生。需要構(gòu)建協(xié)調(diào)連貫、均衡發(fā)展的全域流通分工網(wǎng)絡(luò)，以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)要素集聚擴(kuò)散效應(yīng)最大化。然而，要實(shí)現(xiàn)能源消費(fèi)、技術(shù)創(chuàng)新和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的實(shí)質(zhì)性轉(zhuǎn)型，必須借鑒城市群功能分工發(fā)展戰(zhàn)略，根據(jù)各地經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、基礎(chǔ)設(shè)施條件和礦產(chǎn)稟賦地位，科學(xué)規(guī)劃不同綠礦區(qū)域的建設(shè)進(jìn)程和功能布局，引導(dǎo)全國(guó)礦區(qū)形成多中心空間結(jié)構(gòu)，建立健全綠色礦山全局網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)前，我國(guó)綠色礦山建設(shè)格局在市場(chǎng)化改革中已初具形態(tài)，東中西部綠色礦山數(shù)量整體分布均勻，但在建設(shè)質(zhì)量上，經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展水平較高的東部地區(qū)明顯領(lǐng)先于中西部地區(qū),同時(shí)，省域間建設(shè)成效差距顯著，且關(guān)聯(lián)程度和空間互動(dòng)效應(yīng)遠(yuǎn)不能滿足碳中和目標(biāo)要求。從不同省份來看，山東、內(nèi)蒙古、陜西和安徽等地是綠色礦山主要集中區(qū)，也是綠色礦山恢復(fù)治理領(lǐng)先區(qū)域,可在此類省份中選取綠色礦山建設(shè)先進(jìn)地區(qū)設(shè)為樣點(diǎn)示范城市，并聯(lián)合周邊相同礦種城市形成綠色礦山都市圈，進(jìn)一步拓寬綠色礦山技術(shù)交流和市場(chǎng)交易渠道。從不同區(qū)域來看，東中西部的礦產(chǎn)資源豐度逐年遞增，但其礦山經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展水平出現(xiàn)明顯遞減趨勢(shì)，因此東部地區(qū)可定位為綠色礦山市場(chǎng)化、精細(xì)化、持續(xù)化的先鋒軍，充分利用其雄厚的資本技術(shù)條件，發(fā)展綠色礦山新質(zhì)生產(chǎn)力，而中西部地區(qū)則可作為綠色礦山常態(tài)化的主戰(zhàn)場(chǎng)，依托東部綠色礦山發(fā)達(dá)地區(qū)的技術(shù)資本溢出效應(yīng)，加快行業(yè)兼并與區(qū)域整合，促進(jìn)綠色礦山市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)和共享共贏。
3.2.科學(xué)研究建設(shè)理論綠色礦山，提升應(yīng)急管理能力
綠色礦山建設(shè)不僅需要堅(jiān)實(shí)的物質(zhì)基礎(chǔ)，更需要關(guān)鍵科學(xué)技術(shù)的理論支撐。當(dāng)前，我國(guó)已在礦產(chǎn)資源開采、加工與修復(fù)等環(huán)節(jié)開展一定程度的綠色礦山建設(shè)實(shí)踐探索，但對(duì)于礦山能源轉(zhuǎn)型、循環(huán)利用與生態(tài)修復(fù)的理論探索略顯不足。因此，未來應(yīng)立足于“雙碳”目標(biāo)，強(qiáng)化對(duì)礦山能源轉(zhuǎn)型升級(jí)、循環(huán)經(jīng)濟(jì)和生態(tài)修復(fù)的理論研究，以筑牢礦山管理與利用理論根基，增強(qiáng)其應(yīng)急管理能力。
(1)加強(qiáng)能源轉(zhuǎn)型升級(jí)研究。
能源轉(zhuǎn)型升級(jí)并非完全脫離傳統(tǒng)化石燃料，而是在能源兜底供應(yīng)保障的基礎(chǔ)上，耦合可再生新能源并逐步讓渡能源供應(yīng)主體地位，以實(shí)現(xiàn)礦山開采碳減排和可持續(xù)發(fā)展。一是礦產(chǎn)開發(fā)節(jié)能降耗提效技術(shù)研究。通過研發(fā)推廣基于實(shí)時(shí)生產(chǎn)規(guī)模調(diào)節(jié)的智能變頻調(diào)速技術(shù),提高通風(fēng)、排水、增壓及提升等環(huán)節(jié)所含設(shè)備的利用效率，減少生產(chǎn)間隙期和低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)的能源浪費(fèi)。二是清潔能源替代+終端用能電氣化研究。能源生產(chǎn)上風(fēng)電、光伏已基本具備成本優(yōu)勢(shì)和規(guī)模效應(yīng)，但仍存在季節(jié)性、波動(dòng)性的根本缺陷，未來亟需探索其規(guī)?；瘧?yīng)用以實(shí)現(xiàn)成本降級(jí)。同時(shí)，亟需突破氫能等優(yōu)質(zhì)新能源的技術(shù)瓶頸，構(gòu)建多能互補(bǔ)技術(shù)體系以實(shí)現(xiàn)清潔能源的長(zhǎng)效穩(wěn)定低價(jià)供應(yīng)。
(2)加快循環(huán)經(jīng)濟(jì)綜合利用研究。
采礦業(yè)循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和礦產(chǎn)資源綜合高效利用，能有效減少礦產(chǎn)資源初級(jí)加工和開發(fā)新建礦山等高碳排活動(dòng)，最小化礦產(chǎn)加工廢物生態(tài)環(huán)境危害的同時(shí)最大化單位礦產(chǎn)資源利用價(jià)值,對(duì)綠色礦山建設(shè)具有重要意義。我國(guó)采礦業(yè)年均產(chǎn)生20多億t固廢且呈現(xiàn)逐年增加趨勢(shì)，綜合利用率不足50%,礦產(chǎn)資源的循環(huán)綜合利用道阻且長(zhǎng)。未來，可遵循循環(huán)經(jīng)濟(jì)規(guī)律，從源頭回收、再生利用和無害消納等層面充分應(yīng)用礦產(chǎn)資源循環(huán)綜合利用技術(shù),增強(qiáng)綠色礦山建設(shè)能力。首先，源頭回收層面，一方面要加強(qiáng)高環(huán)境污染回收技術(shù)理論實(shí)驗(yàn)，提高相關(guān)試劑的適應(yīng)性；另一方面，加強(qiáng)對(duì)再生利用技術(shù)理論研究，而不是普遍停留在充填采空、筑路造田和廢水再用等低水平研究階段，尤其是要強(qiáng)化對(duì)極端條件下有價(jià)元素的回收提純利用和高性能結(jié)構(gòu)材料制備等高標(biāo)準(zhǔn)研究。其次，無害消納方面，應(yīng)及時(shí)監(jiān)測(cè)礦井地下環(huán)境的穩(wěn)定性，提升塌陷滲漏預(yù)估能力，并及時(shí)總結(jié)與預(yù)防復(fù)雜情況下地下塌陷與滲漏災(zāi)害，提升礦山整體無害消納能力。例如固廢礦化-CCUS-采空填埋技術(shù)，具備礦物固廢高活性、低成本和接近碳源等優(yōu)勢(shì),利用化學(xué)反應(yīng)原理吸收封存CO2并用于填埋采空區(qū)，理論上能有效實(shí)現(xiàn)礦物固廢的就地處置和清潔固碳化，但目前其礦化成本高昂、泄露預(yù)防不足和產(chǎn)業(yè)化程度低等難題亟待探究解決。
(3)開展生態(tài)保護(hù)修復(fù)研究。
礦山生態(tài)保護(hù)和修復(fù)作為破除礦山開發(fā)與生態(tài)保護(hù)間矛盾的重要抓手,在貢獻(xiàn)生態(tài)碳匯、轉(zhuǎn)變發(fā)展觀念和促進(jìn)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型等方面與碳中和目標(biāo)相互呼應(yīng),通過自然恢復(fù)和人工修復(fù)手段，實(shí)現(xiàn)受損礦山生態(tài)系統(tǒng)地貌-土壤-植被-景觀-生物多樣性全方位恢復(fù)和更新,但目前該層面的理論研究仍需深化拓展。一是自然要素修復(fù)技術(shù)研究。土壤重構(gòu)技術(shù)普遍停留在機(jī)械性的覆土工作，忽視了原狀土壤屬性和土層發(fā)育階段,亟需加強(qiáng)對(duì)土壤形成過程、主體結(jié)構(gòu)與屬性特征的近自然研究，培育多材料來源和高恢復(fù)能力的地質(zhì)成土。二是污染治理技術(shù)研究。目前，以生物修復(fù)為核心的聯(lián)合修復(fù)是主流研究方向，但由于技術(shù)組合易受修復(fù)環(huán)境影響，需要借助人工智能擬合總結(jié)技術(shù)-環(huán)境關(guān)系,實(shí)現(xiàn)大規(guī)模推廣應(yīng)用。三是空間環(huán)境修復(fù)監(jiān)測(cè)技術(shù)研究。其主要難點(diǎn)在于極端條件地區(qū)的地質(zhì)防治和植被養(yǎng)護(hù),在“3S”技術(shù)體系的基礎(chǔ)上引入云計(jì)算、機(jī)器學(xué)習(xí)等方法，構(gòu)建“天-空-地”多維度的智能化監(jiān)測(cè)管控技術(shù)是當(dāng)前學(xué)界的普遍關(guān)注方向，但在感知精度、傳輸穩(wěn)定性和通信協(xié)議等方面仍待完善。
3.3.完善政策建設(shè)文化綠色礦山，強(qiáng)化數(shù)字治理模式
(1)培育提升綠色發(fā)展共治理念。
一是培育整體性系統(tǒng)論思維，構(gòu)建山水林田湖草沙生命共同體。立足礦山生態(tài)系統(tǒng)整體，構(gòu)建管理部門信息共享、分工明確的交流平臺(tái)，統(tǒng)一識(shí)別系統(tǒng)構(gòu)成要素、功能結(jié)構(gòu)和生態(tài)安全等問題，制定覆蓋全要素、全周期、全主體的綠色礦山建設(shè)綜合規(guī)劃。二是厚植綠色發(fā)展理念。綠色發(fā)展強(qiáng)調(diào)“生態(tài)產(chǎn)業(yè)化”和“產(chǎn)業(yè)生態(tài)化”協(xié)同推進(jìn)。引導(dǎo)礦山企業(yè)和社會(huì)公眾轉(zhuǎn)變生產(chǎn)生活方式，鼓勵(lì)礦企在綠色礦山建設(shè)中探索發(fā)展礦山文旅、研學(xué)和新能源等新興綠色產(chǎn)業(yè)。三是提升共治共建共享意識(shí)。以樹立綠色礦山治理共同體意識(shí)為主線,通過制度設(shè)計(jì)和信息公開為社會(huì)公眾提供合法知情權(quán)和監(jiān)督權(quán)，同時(shí)，舉辦地方綠礦建設(shè)溝通交流大會(huì)了解各方利益主體需求，發(fā)揮政府-企業(yè)-社會(huì)合力，幫助礦企落實(shí)綠色礦山建設(shè)戰(zhàn)略。
(2)建立健全綠色礦山法規(guī)體系。
一是要提升綠色礦山相關(guān)制度法律權(quán)威。目前，關(guān)于綠色礦山建設(shè)的制度條文多停留在“意見”“通知”等規(guī)范性文件層級(jí)，亟需在《中華人民共和國(guó)礦產(chǎn)資源法》中單獨(dú)開設(shè)綠色礦山與礦業(yè)建設(shè)章節(jié)，或?qū)⒌胤浆F(xiàn)行高效制度上升為法律法規(guī),明確綠色礦山目標(biāo)內(nèi)涵、主體職責(zé)、建設(shè)流程和監(jiān)督手段等內(nèi)容，推進(jìn)綠礦建設(shè)有法可依。二是要完善綠色礦山標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。針對(duì)此前綠色礦山建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)混亂不一、成效參差不齊的情況，自然資源部已出臺(tái)非金屬礦等九大行業(yè)綠色礦山建設(shè)規(guī)范，未來仍需根據(jù)礦產(chǎn)所屬地區(qū)、行業(yè)和規(guī)模細(xì)化豐富綠色礦山建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)體系，同時(shí)亦可從碳源碳匯角度納入碳中和指數(shù)、碳污染強(qiáng)度等指標(biāo)，優(yōu)化并規(guī)范碳足跡核算方法與流程。三是強(qiáng)化考評(píng)機(jī)制效力。對(duì)綠色礦山名錄實(shí)行動(dòng)態(tài)遴選管理，提高第3方評(píng)估機(jī)構(gòu)準(zhǔn)入門檻。加大對(duì)綠色礦山企業(yè)政策支持的同時(shí)建立嚴(yán)格的責(zé)任追究機(jī)制,可通過納入黑名單等方式嚴(yán)厲打擊違規(guī)操作的礦企、第3方評(píng)估機(jī)構(gòu)和地方政府部門。
(3)構(gòu)筑科技支撐數(shù)字治理模式。
科學(xué)技術(shù)需要在大規(guī)模應(yīng)用中創(chuàng)新突破，然而，目前政府部門和礦山企業(yè)對(duì)新興高科技技術(shù)的應(yīng)用程度普遍不高。因此，亟需自上而下探索構(gòu)建綠色礦山數(shù)字孿生模型，實(shí)現(xiàn)對(duì)礦區(qū)屬性、礦業(yè)權(quán)、規(guī)劃設(shè)計(jì)、勘查開采、生態(tài)修復(fù)和動(dòng)態(tài)監(jiān)管等全業(yè)務(wù)的數(shù)字化、一體化治理。一是提升礦山企業(yè)全流程數(shù)字化應(yīng)用程度。如依托綠色金融等鼓勵(lì)政策引導(dǎo)礦企構(gòu)建數(shù)字礦山系統(tǒng)，主動(dòng)將數(shù)字孿生技術(shù)應(yīng)用于煤礦安全管控、生產(chǎn)提效和企業(yè)運(yùn)營(yíng)等全方面。同時(shí)，嘗試根據(jù)碳中和目標(biāo)建立有關(guān)碳排放量、能耗強(qiáng)度和三率(開采回采率、選礦采出率、綜合利用率)等綠色指標(biāo)的自動(dòng)化核算模型。二是合作推動(dòng)全產(chǎn)業(yè)鏈智能化運(yùn)作。行業(yè)協(xié)會(huì)應(yīng)充分發(fā)揮組織引導(dǎo)作用，聯(lián)合產(chǎn)業(yè)鏈上下游各企業(yè)構(gòu)建數(shù)字綠色礦山市場(chǎng)，對(duì)研發(fā)技術(shù)、礦產(chǎn)品、新興裝備和智能化服務(wù)等相關(guān)軟硬件商品進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)銷售，提高市場(chǎng)交易信息透明程度和資源高效配置水平，同時(shí)增加技術(shù)交流創(chuàng)新機(jī)會(huì)。三是統(tǒng)籌建立覆蓋省-市-縣3級(jí)礦山的大數(shù)據(jù)集成平臺(tái)。地方政府可在建立統(tǒng)一的數(shù)據(jù)管理標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，充分應(yīng)用“3S”技術(shù)、無人機(jī)、地面監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)以及機(jī)器學(xué)習(xí)等技術(shù)構(gòu)建綠色礦山數(shù)字環(huán)境實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，確保綠色礦山建設(shè)實(shí)時(shí)效果。
4.結(jié)論
礦產(chǎn)資源是人類生存發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)，傳統(tǒng)粗放式的礦產(chǎn)開采活動(dòng)不可避免地?fù)p害生態(tài)環(huán)境，危及生態(tài)系統(tǒng)健康。綠色礦山建設(shè)作為采礦業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展的關(guān)鍵抓手，與碳中和目標(biāo)任務(wù)具有一致性?；谔贾泻驼Z境探討綠色礦山建設(shè)的內(nèi)涵演變和時(shí)代進(jìn)路，在梳理綠色礦山政策脈絡(luò)的基礎(chǔ)上，分析碳中和語境下綠色礦山建設(shè)的底層邏輯、核心要義和行動(dòng)方略，對(duì)采礦行業(yè)全方位轉(zhuǎn)型和高質(zhì)量發(fā)展具有重要意義。
(1)經(jīng)過十多年的實(shí)踐探索，我國(guó)綠色礦山建設(shè)的內(nèi)涵思想逐漸深入人心，政策體系不斷豐富完善，取得了長(zhǎng)足進(jìn)步，規(guī)?；?、常態(tài)化、精細(xì)化和標(biāo)準(zhǔn)化將是未來綠色礦山建設(shè)總體基調(diào)。
(2)隨著全球氣候變化的日益嚴(yán)峻，綠色礦山建設(shè)成為礦山行業(yè)減少碳排放、轉(zhuǎn)型發(fā)展的重要抓手。為此，碳中和語境下綠色礦山建設(shè)需遵循無害化-無廢化-數(shù)字化三位一體的底層邏輯 。
(3)面向碳中和目標(biāo)的綠色礦山建設(shè)，應(yīng)從采礦業(yè)的生產(chǎn)要素、結(jié)構(gòu)流程和技術(shù)設(shè)備出發(fā)，探索環(huán)節(jié)控碳、能源降碳和技術(shù)增匯的建設(shè)體系，以明確其全生命周期的綠色設(shè)計(jì)、泛能源邊界的產(chǎn)業(yè)模式和濟(jì)人類福祉的技術(shù)創(chuàng)新等核心要義。
(4)新時(shí)代下，要實(shí)現(xiàn)綠色礦山環(huán)境、能力和機(jī)制的全面建設(shè)提升，需從硬件配套、科學(xué)研究和政策完善3個(gè)方面入手，構(gòu)建綠色礦山實(shí)體-理論-文化三重空間體系，全方位助力“雙碳”目標(biāo)高效達(dá)成。
