可持續發展的綠色礦山開采技術創新研究

黃永華，高和生

（1.江西省煤田地質局一九五地質隊，江西 南昌 330200；2.江西省煤田地質勘察研究院，江西 南昌 330200）

江西省作為我國重要的礦業省份之一，全省蘊藏礦產大約有170多種，探明出的儲存量約有100種，而其中的15種位居全國第1位，20種位居全國前4位，70種儲量位居全國前8[1]。礦業開發為我國以及江西省的社會經濟帶來了重大貢獻，可同時江西省的生態環境也在不斷惡化。由于對礦山生態保護缺乏一定的認知，再加上二十世紀八十年代受到“有水快用”片面思想的影響，鄉鎮企業、個體采礦呼擁而上，導致省內礦山生態環境急劇惡劣，造成土地和植被大面積破壞、水土流失嚴重、采空塌陷、次生地質災害頻頻發生。

而學術界目前對綠色經濟尚未形成一個統一的定義，但普遍認同其關鍵就是資源循環利用。從本質而言，以上觀點之間是存在內在聯系、互為表里的[2]。走礦產開發的可持續發展道路，實現資源循環利用，建設礦山(礦山城市)“雙型社會”，實現礦產資源的可持續性的目的，是我國現階段礦業政策的必然選擇，是社會經濟可持續發展戰略以及綠色經濟的重要部分。在中國礦產資源需求量比較大，人均資源占有量較少，部分礦種存在供需不均衡，優劣礦不一的狀況下，實現礦產資源的可持續性發展，具有極其重要的意義。

1 可持續發展的綠色礦山開采技術創新

1.1 保水開采

近年來的實地調研資料表明，采礦容易引發大量的水土污染事件，比如江西銅礦山的廢水年排放量是20416×114m3(這里包括降水對廢石堆澆淋產生的污水)，其中某銅礦廢水是直接排進大塢河，且廢水流量占河水總流量的14.8%以上，河水pH值呈嚴重酸性，僅為2.67，總Cu大約是13.65×10-6，河流長度14km以內的水生生物基本絕跡。大塢河和另外一條藏污河洎水在戴村周圍匯合流入樂安河，出口處河水的pH總值是4.01、Cu7.55×10-6、Fe72.12×10-6，導致樂安河絕大多數的分河段受到嚴重污染，入河口下游3km以內的水中Cu為0.5×10-6，pH值在5.5左右，18km以后pH值才逐漸升至6.1左右。加上河流沿岸村民采金活動頻繁，導致樂安河全段238.5km河水pH始終低于國家規定的6.5，大塢河和樂安河的兩岸稻田土壤與稻米均受到不同程度的酸及銅污金屬污染。其中大塢河沿邊土壤pH值大致在3.39-6.04，樂安河(寶庫太白、鳳州二鄉大概全長在18km左右)沿岸土壤pH值在3.17-6.53，總Cu分別是22.89-1685×10-6，33.7-1537×10-6。大量實驗表明，土壤pH值低于3.9，會造成水稻絕產；pH值小于6，嚴重阻礙水稻正常生長。而煤炭礦坑產生的廢水又是地質環境污染的一大來源，尤其是高硫礦區，礦坑廢水通常會呈現酸性，對礦井周邊環境造成一定程度的影響。采煤時，由于關鍵層的逐漸破開，在該區域內地下水會形成下降漏斗趨勢。地下水位是否可以恢復正常，這主要取決于地表工作面的推進，上覆巖層中是否存在軟弱巖層被重新壓實造成地下裂隙重新閉合而形成的隔水帶。重視地下水資源的開發保護，就必須在實際開采中實現保水開采，即開采后即使地表水暫時形成下降漏斗依然可以恢復到原本狀態，如圖1所示。

圖1 礦區保水開采技術

1.2 分區定位發展方向

根據江西省內主體功能分區的具體規劃、江西省礦產資源規劃、鄱陽湖生態區礦產資源開發規劃的頒布要求，鄱陽湖生態區、贛南區、贛西北區、贛北區和贛西區五大區域都屬于江西重點開發區，生態廊道與生態重點功能區則劃分為限制開采區，其他區域一類劃分為普通開發區。從行政管理層面上出發，各個分區基本上是以縣為基本單位實行劃區，生態廊道根據有關管理要求劃分為一定面積的帶狀區。

重點開發區域通常進行重點工礦業的開發。其區域發展定位歸類為促進全省經濟持續有效增長的重要增長帶，執行區域發展總規劃、推動區域統籌發展的重要支撐點。重點開發區域需要在優化產業結構、提高經濟效益、降低能源損耗、保護生態環境的基礎上促進經濟的可持續性發展。在其區域發展方向上，努力發展新興礦業，普及循環、綠色經濟發展模式，利用科技手段改造傳統能源產業，主動提高能源的清潔水平，減少主要污染物排放，降低能源損耗以及二氧化碳的排放量。積極發展服務業，強化產業的配套能力，推動產業群落的發展。礦產資源的有效開發采取先進的生產技術以及有助于環境保護的生產手段。

限制開發區域有必要限制大規模高強度礦業的持續性開發。在其區域發展定位上，努力構建江西省的生態安全保護屏障，生物多樣性保護區，人與自然和諧相處示范區。在其區域發展方向上，必須嚴格控制礦產資源的開發強度，盡量減少對自然生態系統的干預，其開發活動不可以以損害生態系統的穩定性和循環性為前提，慢慢減少開發活動所占用的生態空間。江西省現存的礦業開發必須逐漸加以改造，使其成為低損耗、高循環、少排放、“零污染”的生態型綠色礦山。至于普通開發區域，在其開發與保護上需要注重統籌發展。在其區域發展定位上，致力于發展為江西與地方大宗礦產品的能源供應基地，確保江西與地方經濟社會發展的基本資源需求，推動礦業開發和地方經濟社會共贏。

1.3 推行現代生態農業

泥石流災害在露天礦區與地下礦山都會發生。露天礦區由于雨季滑坡、山體的倒塌都很有可能會出現泥石流，并沖入露天礦坑內，造成重大地質災害。在地下礦山，尤其是取用崩塌法開采的礦山，當崩塌范圍連接地表的時候，地表泥石以及水很容易從崩塌地道一同涌入地下開采工作面而形成泥石流。泥石流既威脅到采礦人員的人身安全，又會威脅到礦山周遭人居民的生產生活安全。江西富家塢銅礦在1998年6月底就曾發生過一起重大地質災害，當時在暴雨的沖擊下形成100多萬立方米的山體滑坡，并在短時間內迅速轉為泥石流，形成固體堆積物45萬立方米，堆積物的覆蓋面積超過10萬平方米，礦山內的廠房以及相關設施絕大多數均被泥石所淹埋，造成的直接經濟損失高達4000多萬元。該礦因此而停產至今，總經濟損失超過兩個億，宣告破產。

礦區環境主要是指以開采、加工、研發礦產資源以及衍生產品的作業區和以礦區為中心的生活、經濟區域。在綠色開采技術的支持上，必須全面利用綠色礦山生態系統，在科學規劃以及科學技術的支持下，實行現代立體農業和生態農業，如此既保護了生態環境、合理利用能源，又能夠最大限度地提高經濟效益，這必定會促進我國綠色礦山的構建。在礦區生態系統重建，建立生態農業時期，必須綜合全面考慮到本區域的氣候條件、地理環境以及礦區內的生態環境，構建因地制宜的生態運轉系統。所以，在高產、高效生態規劃中必須率先進行地表沉陷地穩定性驗證，通過礦山開采的沉陷理論，預計地表下沉情況，精準預估出穩沉后的地形、地貌，為礦山開采規劃提供科學依據。

1.4 生產過程清潔化

構建綠色礦山，必須徹底轉變以往礦山開采的傳統觀念和做法，就必須落實清潔生產，科學調整原料比例和生產模式，可以從以下幾個方面進行把控：首先，原料把控，在原料的采買與挑選過程中，重視對無污染原料的采集，提高燃料和資源的利用率；其次，流程控制，使用科學的技藝和現今的儀器對原材料進行深度加工，保證生產過程的有序化、清潔化；再次，終端控制，采取先進的儀器設備，根據國家對綠色礦山有關污染物排放的具體標準要求和尾礦的綜合利用要求，對生產環節中所產生的固體廢棄物進行有效處理，循環應用，將以往礦業開采中側重于污染物的終端處理轉化為生產過程的清潔處理。構建綠色礦山至關重要的流程就是生產過程的全面清潔化，從而形成“資源～產品～廢棄物～再生資源”的循環產業鏈，實現礦產資源的清潔生產，不僅有能夠效提高礦產企業的生產率，也使礦產資源獲得了有效利用，進一步緩解了江西省在人口、資源、可持續發展之間的沖突，而這也是發展綠色經濟，構建資源節約型、環境友好型社會的重點發展方向。

2 結語

文章內對可持續發展的綠色礦山開采技術創新進行分析，依托可持續發展理念和綠色環保經濟發展機制，按照綠色礦山的建設要求，對綠色礦山開采技術進行研究。希望本文的研究能夠為可持續發展的綠色礦山開采技術的創新方法提供理論依據。