楊 卓
(中煤科工集團沈陽設計研究院有限公司,遼寧 沈陽 110015)
我國礦山普遍具有開采周期長的特點,開采時間幾十年至上百年不等,尤其是大中型礦山,受到土壤類型、植被類型、復墾工藝、生物氣候帶、地貌類型、開采工藝的差異的限制,這就要求礦區生態必須進行整體保護和綜合治理,這也是綠色礦山建設的最主要內容。長時間以來,礦產資源的開發利用活動持續不間斷的對山、水、田、林、湖、草這一生命共同體進行擾動。長期以來人們過多重視經濟利益,而忽視生態價值,對生態系統的可逆性認識不足,留給人類的生存空間變得越來越小。
綠色礦山是指將科學有序的開采和環境擾動可控性貫穿于礦產資源開發的全過程的作業模式。綠色礦山的內涵,是指在礦山資源開發中從環境影響、科技水平、資源消耗等諸多要素進行綜合考慮,體現了對傳統重視資源開發、忽視環境管理的技術修正,著重強調了對礦業可持續發展戰略的考量[1]。從學術上,綠色礦山的內涵同時兼顧了“資源開發利用最優”、“生態環境擾動最小”2 個理念,包括充分考量全區域內環境承載力、優化采選冶過程、修復和治理礦山生態環境等因素,綠色礦山的建設是實現礦業可持續發展的必然選擇[2]。
綠色礦山是對中國傳統哲學自然觀在工業領域的繼承,同時也是當今可持續發展背景下的時代要求。生態文明有別于農業文明和工業文明,強調的是保護與礦山的社會服務性,突出了人與自然和諧、共榮共生為本的思想,綠色礦山內涵同樣包含對文化的保留性和歷史的傳承性,礦產資源的開發是人類社會發展中最重要的經濟基礎,并且在延續社會文明和傳承近代歷史方面具有重要意義,保留礦山遺跡既是對歷史文明的記錄,也是對礦山事業發展的文化記錄[3],綠色礦山是生態文明背景下的產物,在礦業規劃、開發及轉型的全過程,反映“兩型社會”的要求,通過發展經濟、恢復優化景觀滿足建設美麗中國的要求,在人類文明發展史上留下新的里程碑[4]。在新時代背景下,綠色礦山的內涵更加體現出了的包容性與開放性的特點,即在物聯網、“互聯網+”以及大數據等前沿科技的有效支撐下,不斷探索全生命周期的綠色無損構建路徑,實現礦山資源開發與生態環境保護協調發展和可持續發展目的[5]。
我國綠色礦山建設的提出可溯源至科學發展觀,綠色礦山建設理念開始逐漸形成。原國土資源部于2008 年印發的《全國礦產資源規劃(2008—2015 年)》確立了2020 年基本建立綠色礦山格局的戰略目標,并于2010 年印發《關于貫徹落實全國礦產資源規劃發展綠色礦業建設綠色礦山工作的指導意見》,由此標志著我國綠色礦山建設正式啟動[6-7]。2012 年起,各省就開始相繼制定了出臺了省級建設標準、發展要求、實施意見以及工作方案,內蒙古自治區走在我國綠色礦山建設前列,《內蒙古自治區綠色礦山評估標準(試行)》是國內首個省級綠色礦山評估標準,隨后河北省、廣西壯族自治區、浙江省相繼出臺實施方案或建設規范。2018 年4 月自然資源部公示了9 個行業綠色礦山建設規范,包括非金屬、化工、黃金、煤炭、砂石、石油、水泥灰巖、冶金以及有色,為我國綠色礦山建設提供了系統而有力的政策支撐和制度保障,加速了我國綠色礦山建設進入規范化、制度化、標準化建設的新時期。據不完全統計截止2020 年,全國共有20 個省、市、自治區相繼出臺綠色礦山相關政策35 項。
2011—2014 年,原國土資源部分先后4 批,一共確定了661 家礦山企業作為國家級綠色礦山試點開展建設工作。2020 年1 月14 日自然資源部發布了納入全國綠色礦山名錄中的953 家礦山企業,按照《自然資源部辦公廳關于做好2019 年度綠色礦山遴選工作的通知》要求,2019 年共有555 家礦山企業通過本次評選,與原有的398 家國家級綠色礦山試點單位一同納入到全國綠色礦山名錄中。
在2019 年公布的555 家綠色礦山中,分布于28個省市自治區。從各省綠色礦山數量分布看,河南省、安徽省新晉綠色礦山數量最多,分別為53 家和49 家,數量位居第1、第2 位;廣東省、河北省和山西省新晉綠色礦山數量均為41 家,位居國內第3 名。2020 年綠色礦山分布及分類情況如圖1。

圖1 2020 年綠色礦山分布及分類情況
目前國家級綠色礦山有36.7%分布于西部地區,30.1%分布于東部地區,我國礦產資源分布西多東少,而東部地區經濟發展優于西部地區,綠色礦山的建設既需要企業開發技術的支撐,同時又需要當地經濟發展作為建設的保障[8];非金屬、能源及有色金屬3 大礦種國家級綠色礦山入選數量超過89%,地熱及其他金屬礦(稀土金屬、稀有金屬、稀散金屬等)占比不足1%;國家級綠色礦山有55.99%采用地下開采方式,37.71%采用露天開采,6.30%采用露天井下聯合開采方式;國家級綠色礦山中有超過90%為大中型礦山,小型礦山占比僅有9.14%,綠色礦山的建設不僅包括資源開發利用方式、節能減排、礦區環境等方面,同時還涉及數字礦山以及企業管理與企業文化等諸多方面,小型礦山受到生產規模限制,同時管理者的主動性不強,因此僅有少數的小規模礦山達到了綠色礦山建設標準要求。相比之下,大型礦山注重生產建設,同時也重視將綠色發展理念貫穿于采礦的全過程,不僅謀求經濟效益,同時還重視與生態效益和社會效益相統一。
霍林河北露天礦規劃建設布局合理,地面配套設施齊全,礦區生產、生活有序,管理規范。煤礦產生固體廢棄物處置率達到100%,露天礦目前暫未對坑內水進行有針對性的處理,不能滿足《綠色礦山建設規范》中坑內水處置率達到100%的要求。排土場復墾綠化面積不滿足綠色礦山的規范要求,礦區綠化覆蓋率為68.64%,不滿足自治區和國家綠化礦山建設標準。項目需用的能源有電、柴油、熱能等,各種能源及耗能工質消耗量按等價值折標準煤合計48 271.06 t,按當量值折標準煤合計38 384.33 t,項目用能總量及用能品種基本合理。生產工藝、技術裝備的評估和分析,露天礦單位產品綜合能耗3.15 kg/t,滿足GB 29445—2012 煤炭露天開采單位產品能源消耗限額要求。北露天礦上年度科研投入占上年度主營業務收入的0.06%,低于DZ/T 0315—2018 煤炭行業綠色礦山建設規范要求。企業文化秉承以人為本、創新學習、行為規范、高效安全、生態文明、綠色發展的企業核心價值觀,企業職工滿意度未低于70%,接觸職業病危害的勞動者在崗期間職業健康檢查率未低于90%。
1)生態整治工程。生態整治工程設計主要包括排土場復墾綠化工程、排土場復墾綠化配套工程、土地復墾監測與管護、工業場地綠化美化工程。復墾綠化措施主要包括地形重塑、截排水措施、表土剝離與利用、土壤改良和植被重建。為保證排土場綠化工程的順利實施,排土場復墾綠化配套工程包括復墾綠化供水系統、復墾綠化蓄水系統和復墾綠化噴灌系統。通過對林地、草地的管護,以便保證復墾林地和草地達到復墾質量要求,提高復墾的成活率。為提高北礦的辦公生活環境,樹立企業的良好形象,將工業場地及道路建設花園式辦公生活區。
2)綜合除塵工程。對破碎站采取綜合除塵措施,包括維護原有設備和非標件的密封、對現有除塵裝置進行拆除或改造、在卸料口四周加設干霧抑塵裝置、在卸煤區增加移動式射霧器、對帶式輸送機既有除塵設施進行改造優化、對轉載站實施全封閉擴容導料槽改造、對穹頂型儲煤場加裝干霧抑塵裝置和移動式射霧器。在原有除塵設備基礎上,將原有老舊系統除塵工藝及設備進行維護或改造,加強非標準件的密封和維護,達到輸煤系統全封閉,各個產塵點均有降塵措施,可達到綠色礦山建設規范要求,同時改善工人作業環境,保護周邊地區大氣環境。
3)水資源綜合利用與處理工程。為解決露天礦坑內水直接復用時水質不達標的問題,建設坑內水處理系統,處理規模為300 m3/h,處理工藝為混凝沉淀過濾工藝;建設含油污水處理系統,處理機修車間含油污水,采用除沙+隔油+過濾工藝,含油污水水量為192.00 m3/d,處理規模為15 m3/h,處理后污水可復用于場區綠化及露天礦礦山道路灑水。建設外包駐地生活污水處理系統,處理工藝為MBR 工藝,處理規模為20 m3/h,可以確保露天礦生活污水處置率達到100%。
4)科技創新與數字化礦山工程。程包括露天礦設備管理系統和車輛防撞預警系統2 大系統。設備管理系統以設備臺賬為核心,結合設備點檢信息,以提高設備運行率、降低總體維護成本為目標,通過設備運行數據和歷史維修數據計算出設備相關管理和維護的參照數據,從而有目的、有依據地管理設備;車輛防撞預警系統結合露天礦道路特點和行車環境,采用GPS 定位和433 MHz 短距離通訊相結合的技術方式,無需將數據上傳到中央系統進行解算,每一臺設備不斷的向周圍其他設備廣播自己的信息,判斷是否達到預先設定的預警標準?;诖?,設計一套露天礦卡車防撞預警系統應用于北露天煤礦。
實現礦產資源開發方式科學化、利用集約化、生產工藝環保化、企業管理規范化、礦山環境生態化為總體目標,構建資源、環境和社會效益相協調的礦山開發模式,建立綠色礦山建設長效機制,走綠色發展之路,建設成為蒙東地區乃至全國綠色礦山標桿企業,達到國家級綠色礦山建設標準。
1)生態效益。對礦區進行功能區劃分,對到界區域進行土壤改良和生態恢復,建設水土保持功能區等,對改善礦區土壤質地起到重要的基礎作用,為后續實現農牧業開墾提供條件,在保持水土的基礎上產生一定的經濟收益,使得生態效益與經濟效益并存。礦區生態恢復治理將采場和排土場恢復成草地,將原本的裸地變成草原上的綠色景觀,改善土壤鹽漬化,調節區域小氣候,保持了土壤水分的充足。
2)社會效益。礦產資源開發全過程中,全礦區實現生態化的礦區環境、科學化的開采方式、高效化的資源利用方式、規范化的企業管理模式。北露天礦因地制宜、分類施策,通過科技引領、創新驅動等措施形成一種可復制、可推廣的綠色礦山建設新模式。綠色采礦工藝和先進復墾綠化技術的應用,實現了礦山產業中煤、電、水、灰、土各種高效循環利用,建立起生產、工程與科研三者協同的產業結構,形成適用于干旱草原區露天礦生態恢復的北露天礦模式。
1)綠色礦山建設理念不牢。在生態文明建設的時代背景下,綠色礦山建設是礦山企業實現礦產資源開發與利用可持續發展的必然選擇[9]。盡管國家大力提倡生態文明建設,受經濟利益的驅動及長期思維慣性的引導,綠色發展理念尚未在全社會成為普遍的價值追求。還存在一些礦山企業管理者和決策者對綠色礦山建設的認識不到位、專業的人才隊伍薄弱,資金投入力度小,沒有按照國家或地方政府出臺的綠色礦山建設要求和標準采取相應地行動,進行綠色礦山建設規劃和方案制定工作。各級政府應該進一步加強對礦產企業的綠色礦山建設思想的宣貫,提高企業建設綠色礦山的主動性和積極性。
2)綠色礦山的準入和退出機制不完善?,F已形成的國家級綠色礦山發展標準和要求在準入考評體系上尚不健全。礦產種類以及開采方式的不同對于礦山的評價應當差異性制定考核標準?,F有綠色礦山名錄中,非金屬礦山占比最大超過1/3,而黑色金屬礦產不足10%,礦山的規模是引起這一差異的原因之一,國家和一些地方政府相繼制定、出臺了一系列的綠色礦山建設標準與規范,但由于地區經濟發展情況有所差別,資源的開發利用技術與地區環境承載力有所差異,各級政府、行業協會和礦山企業還要繼續深入調研,廣泛征集礦山企業與人民群眾意見,逐步完善適合當地的經濟、企業礦產種類的綠色礦山建設標準和規范[10],有立法權的地方政府也要將通過實踐檢驗后切實可行,并且適用于當地發展的現行綠色礦山建設標準或規范,及時上升為法律法規,構建起一整套健全的綠色礦山建設法律法規體系。
3)綠色礦山建設新技術應用不夠普遍。技術創新是實現礦山企業實現綠色發展的必由之路,這就要求礦山企業必須加快由“要素驅動”向“創新驅動”的轉變[11]。礦山技術裝備和生產工藝相對落后是我國眾多小型礦山的現存問題,資源綜合利用率偏低,經營管理方式較為粗放,只有提高科技在礦業領域的賦能作用,發展前沿高新礦業技術,提高企業經營效益,綠色礦山建設才能保持持久。
介紹了綠色礦山的內涵及新時代賦予綠色礦山的補充內涵,詳細介紹了綠色礦山發展歷程與試點建設情況,并以北露天礦為例系統地分析了綠色礦山建設方法,從理念樹立、準入與退出機制、建設技術3 個方面指出我國綠色礦山建設存在的問題并提出針對性意見。在建設生態文明時代背景下,礦業領域必須發展綠色礦業,建設綠色礦山。