露天煤礦安全-綠色-高效-低碳協同開采技術體系

白潤才 ， 付恩三,2 ， 馬 力 ， 趙 浩 ， 柴森霖

(1.遼寧工程技術大學 礦業學院, 遼寧 阜新 123000；2.應急管理部信息研究院, 北京 100029；3.西安科技大學 能源學院, 陜西 西安 710054；4.應急管理部研究中心, 北京 100013；5.鹽城工學院 經濟管理學院, 江蘇 鹽城 224051)

截至2022 年底，我國露天煤礦的產量約為10.57億t，相較于2003 年的0.8 億t，增長了13.21 倍，全年累計剝采量達到72 億m3左右，全國正常生產建設露天煤礦每天約有3 萬臺采掘運輸設備生產運行。在如此高產能、高設備數量、高土地開挖與征占、高生態擾動的條件下，單一的、落后的開采方式和開采理念不再適應新時代的露天煤礦發展。因此，理應深入開展研究現代露天煤礦安全綠色高效低碳協同開采技術體系，在保證安全和保護生態的前提下，推廣應用新裝備、新技術、新工藝、新開采理念[1-3]，在“雙碳”背景下全面實現露天煤礦全生命周期內的科學開采和提升露天煤礦整體安全水平[4-5]。現代化露天煤礦建設發展是以全面落實習近平總書記關于能源安全、綠色低碳和煤炭行業的一系列重要論述和指示批示精神為綱領，以“生態優先，綠色發展，安全高效，清潔低碳”為目標。在我國露天煤礦百年的發展進程中，可歸納為舊中國時期、起步恢復期、加速發展期、全面壯大期以及新時代下的智能化階段。百年進程中，露天采煤人不斷創新設計理念、變革開采工藝、持續科技投入、致力安全管控、強化生態一體化規劃，取得了一系列成就，在露天煤礦開采工藝、智能化規劃建設、邊坡控制、透明地質以及生態環保技術應用等方面取得了一系列研究成果[6-8]。如何實現露天煤礦生態平衡圈、實現礦區資源和環境承載力相協調，從開采源頭上，減污、擴綠、低碳、智能高效協同發展，充分發揮露天煤礦產能調節的彈性和韌性，為我國未來露天煤礦綠色可持續發展提供理論支撐和借鑒具有重要意義。

筆者是在已有研究基礎上，充分調研全國62 處大型、特大型露天煤礦以及100 余處中小型露天煤礦的生產現狀的基礎上，總結凝練當前露天煤礦面臨的主要問題，結合當前“雙碳”和礦山智能化建設大背景，梳理研究露天煤礦安全-綠色-高效-低碳條件下的技術架構體系(“安全(Safety)、綠色(Green)、高效(Efficient)、低碳(Carbon))”，總結現代露天煤礦安全-綠色-高效-低碳協同開采內涵及特征、關鍵技術體系，并提出安全-綠色-高效協同開采發展趨勢，為我國露天煤礦今后高質量發展提供支撐。

1 露天煤礦發展概況及影響因素

1.1 露天煤礦發展概況

(1)基礎信息情況。

截至2022 年底，全國有露天煤礦356 處，核定生產能力約為11.55 億t，見表1。露天煤礦煤種以褐煤、長焰煤、不黏煤和弱黏煤為主。新中國成立至今，露天煤礦主產區由東北轉向西北，產量及分布如圖1所示。

圖1 1949—2022 年我國露天煤礦產量及分布變化Fig.1 Production capacity and distribution change chart of opencast coal mine in our country of 1949—2022

表1 全國露天煤礦數量及產能情況Table 1 Basic information of open-pit coal mines in China

(2)生產工藝情況。

我國露天煤礦剝離以單斗-卡車間斷工藝為主，少數露天煤礦部分剝離物采用半連續工藝和連續工藝；大型特大型露天煤礦采煤以半連續工藝為主，中小型露天煤礦采煤以單斗-卡車間斷工藝為主[9-11]。從開采工藝可知，目前露天煤礦存在開采工藝單一、外包設備小型化、燃油消耗大等問題。

(3)安全生產情況。

相較于井工煤礦來說，露天煤礦整體安全性較好，但近年來也發生了如新井露天煤礦特別重大坍塌事故，給安全生產敲響警鐘。從露天煤礦標準化建設情況來看，正常生產建設的257 處煤礦中，一級標準化煤礦33 處(12.84%)，二級標準化煤礦131 處(50.97%)，三級標準化煤礦47 處(18.29%)，未評定46 處(17.90%)。正常生產建設露天煤礦中，標準化煤礦211 處，占比為82.10%，仍需進一步提升露天煤礦標準化建設比例，特別是提升一級標準化露天煤礦數量。(注：數據來自國家礦山局網站)

(4)綠色礦山情況。

綠色礦山建設方面，截至2020 年，全國953 處礦山納入全國綠色礦山名錄，黑岱溝、安家嶺、西灣等18 處露天煤礦納入全國綠色礦山名錄。露天煤礦綠色礦山建設，取得了顯著成效，但整體綠色礦山數量少，占比僅為全國露天煤礦數量的5%，綠色露天煤礦建設仍需要解決關鍵技術問題。

(5)智能化建設情況。

智能化建設方面，首批71 家智能化示范礦山中，有5 家為露天煤礦，2023-12-25 國家能源局公布國家智能化示范煤礦(第1 批)共計47 處，其中5 處露天煤礦處于智能化中級水平。全國已有30 余處露天煤礦開展無人駕駛技術應用，300 余臺無人駕駛車輛在露天煤礦試驗研發應用，大型特大型露天煤礦開展無人機內外業測量工作，露天煤礦智能化裝備應用已達到500 余臺套。當前露天煤礦智能化建設呈現不平衡局面，大型特大型露天煤礦開展無人駕駛、無人機測量、智能機器人巡檢、智能鉆爆、無人值守、遠程控制等智能化裝備與技術應用，而小型露天煤礦智能化建設主要停留在數據采集、存儲與統一集中展示方面。總體分析來看，露天煤礦智能化建設取得了積極進展，但在生產輔助決策方面能力較弱。

1.2 自然條件分析

當前，我國露天煤礦區主要分布在山西、內蒙古、新疆、云南等地，資源賦存呈現出非均布的地域特性[12-13]。露天煤礦所在地屬干旱、荒漠、高原以及草原地帶，分布區域干旱少雨，整體生態屬脆弱區，生態彈性力小[14-15]。全國適合露天煤礦開采的地質儲量約為1 800 億t，可采儲量約為1 000 億t。露天煤礦資源量約占全國煤炭資源量的10%左右。

1.3 露天煤礦發展的主要影響因素

(1)礦權及境界劃分衍生問題。露天煤礦邊坡特點影響地表與深部境界形態，而同礦權相鄰露天煤礦或境界劃分過程時按地表與深部同境界大小圈定，導致露天煤礦在開采過程中存在地表境界重疊或端幫壓煤問題[16-17]。同時，露天煤礦境界形態影響采區劃分與剝采均衡，非規則境界容易造成內排緊張與生產組織困難，進而引起礦山安全生產等問題。需要政府、企業、設計單位、行業協會等多方協同發力，從源頭上進行資源整合和總體規劃。

(2)征地難、內排利用不充分。現行的用地政策和用地指標存在不同步，導致露天煤礦可用地嚴重短缺。征地問題嚴重制約露天煤礦均衡生產，征地滯后將直接導致露天礦出現采剝失調，一旦取得征地，煤礦企業又將搶工期、趕進度，加大推進強度，給安全生產帶來一定壓力；與此同時，我國水平、近水平露天煤礦內排空間利用不充分，導致剝離物大量外排，加之外排征地難，導致露天煤礦內排關系緊張[18-19]。

(3)智能化關鍵技術尚未突破。露天煤礦路網系統優化算法研究、露天煤礦生產組織精準調度、露天煤礦開采方案輔助決策等內容仍未取得關鍵性進展，在邊坡監測預警模型、設備故障模型、運輸道路模型優化更新方面，仍需要進一步加強基礎理論研究[20-22]。

(4)專業技術型人才不足。露天開采與井工開采在開采技術上存在本質區別，專業技術型人才是優化開采設計、辨識生產安全風險的重要保障。露天開采專業技術型人才培養數量少、到露天煤礦就業比例小，且更多關注大型國有企業，中小型企業及所屬小型露天煤礦或民營露天煤礦缺少吸引力，導致缺少專業技術人才。

2 安全-綠色-高效-低碳協同開采內涵特征

露天煤礦安全-綠色-高效-低碳內涵為：安全高效發展理念是方向引領、可持續綠色發展理論是理論基礎、創新是核心驅動力、低碳統籌協調是機制保障的綠色低碳轉型理論邏輯。

露天煤礦安全-綠色-高效-低碳總體目標是實現可持續發展人與礦區自然和諧共生，建設安全高效技術與新發展理念協同的現代化露天煤礦。露天煤礦安全-綠色-高效-低碳總體架構分成4 層，自下而上依次是安全、綠色、高效、低碳。安全是整體的基礎，是架構的底層支撐，在建設安全-綠色-高效-低碳的整個環節中，需要保證生產環節中的人員安全、礦工安全、職業衛生安全；綠色涵蓋開發之前的綠色勘探、綠色規劃和綠色設計；生產之時的環境監測、排土規劃、水源治理、協同復墾、電轉油替代等內容，閉坑之后的循環經濟發展、土壤保護、礦區持續監測與復墾等內容；高效包括先進的開采理念、生態理念、治理理念、開采方法、工藝技術以及開采裝備；低碳內容是在露天煤礦生產環節形成新的低碳環節，形成露天煤礦各環節新動能，最終形成露天煤礦融合發展新模式。安全-綠色-高效-低碳總體架構如圖2 所示。

圖2 安全-綠色-高效-低碳總體架構Fig.2 Safety-Green-Efficient-Carbon architecture

3 安全-綠色-高效-低碳協同開采技術體系

我國露天煤礦安全-綠色-高效-低碳開采是需要依靠智能化技術以及新型的開采工藝來實現，結合當前國內學者研究與工程效果應用情況，筆者從安全開采技術、綠色開采技術、高效開采技術、低碳開采技術4 個層次，歸納總結了時效邊坡控制技術、智能預警決策技術、運輸環節新模式、礦區生態建設、相鄰礦山協調開采、智能采礦設計、電動礦卡應用以及采礦源頭生態減損8 項關鍵技術。但仍要清醒的認識到，實現露天煤礦安全-綠色-高效-低碳協同開采緊緊依托上述8 項關鍵技術是遠遠不夠的，露天煤礦在今后發展過程中要不斷創新工作方法與工作模式，充分結合我國能源結構、充分發揮露天煤礦優勢特點，不斷提升露天煤礦整體效能。

3.1 安全開采技術層

3.1.1 時效邊坡控制開采技術

邊坡是露天煤礦的重要組成部分，邊坡的穩定與否直接影響露天煤礦安全生產與平穩接續。由于邊坡的服務年限不同、地質條件不同、暴露周期不同，采場邊坡同一方向的邊坡穩定邊坡角也存在一定差異[23-25]。在對露天邊坡的時效穩定性進行分析時，需要充分考慮邊坡中軟弱巖體隨時間發生蠕變的過程中力學參數逐漸被弱化的性質，根據邊坡時效穩定性分析結果動態調整邊坡巖體的暴露時間，保證邊坡在暴露時間內保持穩定。邊坡控制開采技術需要對邊坡巖體進行地質構造的深度分析，充分結合采礦設計方案，來對邊坡進行治理。控制開采技術包括對局部邊坡削坡壓腳、對邊坡采取錨索、錨網、抗滑樁等措施進行加固。結合邊坡三維空間形態及采礦設計開采方案，基于連續介質力學的離散元等方法，揭示邊坡角與邊坡位移關系，以此來指導露天煤礦安全生產。

3.1.2 智能預警決策分析技術

針對露天煤礦面臨的邊坡、設備碰撞、采空區等安全問題，建立智能監測預警與專家決策分析系統，實現邊坡超前預警以及關鍵設備的健康監測與故障診斷。根據露天煤礦的監測預警等相應業務應用，實現對露天煤礦多源異構數據進行flink、Kafka 等方式采集、存儲以及數據共享，數據存儲以及數據共享。露天煤礦災害風險數據類型、使用模式、業務場景，結合數據標準體系，在數據資源存儲池中建立原始庫、資源庫、主題庫、專題庫、配置庫等實體庫，災害數據共享服務架構如圖3 所示。

圖3 露天煤礦災害數據共享服務架構Fig.3 Open-pit coal mine disaster data sharing service architecture

利用大數據、信息化、智能化技術提高事故風險監測預警精度，同時，針對異常風險，進行預警信息的處置和閉環管理。

3.2 綠色開采技術層

3.2.1 創新礦山運輸的新模式

優化運輸系統、降低運輸距離，創新運輸方式，是解決深凹露天煤礦運輸距離長、運輸道路轉彎多等問題的有效方法。在露天煤礦運輸方式上，煤炭科研高校、礦山企業不斷創新思路和方法，提出運輸新模式，形成了以大傾角軌道提升運輸關鍵技術、可移式橋梁技術、卡車與原煤膠帶剛波紋管立叉技術、原煤與剝離運輸箱涵立交、原煤卡車與原煤膠帶鋼橋立體交叉、坑內運輸排土橋以及長距離膠帶等新型運輸方式。運輸新模式的提出，主要為降低運距、提高運輸效率、降低運輸成本，避免剝離與采煤運輸環節道路交叉，實現運輸環節的綠色化[26-28]。新型運輸方式如圖4所示。

圖4 創新運輸新模式Fig.4 Innovating new modes of transportation

3.2.2 礦區生態建設關鍵技術

堅持生態優先，全生命周期的協同發展體系，在資源開發與環境保護上下功夫，堅持清潔低碳，著力培育轉型升級的新賽道，推動煤炭轉型升級，形成和諧共生，互惠互利的生態融合發展新局面。

礦區生態建設要從生態全要素(水、土、大氣、植被、景觀)角度出發，重點解決草原地區土地復墾、植被恢復、灌草灌木牧草種植，加強對礦區地下水監測、粉塵監測、抑塵技術以及土壤微生物再造、礦區大氣監測、礦區整體景觀修復與再造等技術研究。對地表需要改道河流進行改道后河道穩定性、滲透性研究，促進露天煤礦生產向“開采方式科學化、資源利用集約化、企業管理規范化、生產工藝環保化、礦山環境生態化”方式轉變，實現露天煤礦資源效益、環境效益和社會效益的協調統一，進一步推動露天礦區生態建設[29-32]，如圖5 所示。

圖5 排土場復墾效果Fig.5 Effect map of reclamation in dump

3.3 高效開采技術層

3.3.1 相鄰礦山協調開采技術

露天煤礦開發規劃原因導致同一礦權內，相同礦權人和不同礦權人的相鄰露天煤礦端幫壓煤嚴重，由于相鄰露天煤礦時空位置關系的差異性，當相鄰煤礦同時內排壓幫時，造成礦權內相鄰露天煤礦永久壓煤，并未達到資源合理高效開發的目標[33]。因此，回收露天煤礦端幫煤、治理露天煤礦端幫煤是露天煤礦需面對和解決的問題。相鄰露天煤礦壓煤如圖6 所示。

圖6 相鄰露天煤礦端幫壓煤Fig.6 Adjacent open pit coal mine end slope coal

針對已經進行開采的相鄰露天煤礦，需要結合各自開采情況，進行協調開采全流程技術研究，確定相鄰煤礦的影響范圍、壓煤量、剝采比等；研究端幫貫通程序及貫通期間端幫邊坡的穩定性，內排土場穩定性等；優化貫通采場后的運輸路線，優化研究采運排物料流分配機制；建立資源回收經濟置換的分配機制，對相鄰端幫回采資源按照當年售價、成本進行當年、當量折算分配補償[34]。相鄰露天煤礦協調開采流程如圖7 所示。

圖7 相鄰露天煤礦協調開采流程Fig.7 Coordinate mining process in adjacent open pit mines

3.3.2 智能露天煤礦采礦設計

可視化、穩定化的采礦設計軟件平臺研發應用是提高礦山生產設計效率的重要手段。依托無人機影像數據來進行露天煤礦測量和采礦設計，使得采礦設計環節效率大幅提升。無人機影像數據，可實現采場現狀臺階線的快速提取，以無人機DEM 影像，疊加CAD 現狀圖，應用布爾運算等算法，融合采礦設計任務功能，實現高效率出圖和提升設計環節的可視化效果。通過導入無人機DEM 影像數據，在影像圖中，任意繪制開采區域，根據開采范圍業務需求，快速給出采動區域量，通過拾取封閉區域線，同時考慮設計的幫坡角以及開采邏輯關系，將封閉區域與無人機進行布爾運算，實現采動區域的快速算量[35-36]。對短期計劃各設備的采動范圍循環往復依進行計算后，短期計劃以更加直觀的方式呈現，提升采礦設計效率、設計環節的執行率以及設計與生產的貼合度，無人機短期計劃效果如圖8 所示。

圖8 短期計劃開采效果Fig.8 Effect chart of short-term planned mining

3.4 低碳開采技術層

3.4.1 電動礦卡替代技術

通過研發應用電動礦卡替代燃油礦卡運輸，降低運輸環節的燃油消耗和碳排放，變革運輸環節的綠色、低碳模式。為實現電動礦卡運輸過程的電力供應平穩，需要對電動礦卡的換電站進行合理化建設和部署。通過分析國內某大型露天煤礦電動礦卡1 a 來的電動礦卡和燃油車數據，得到如下數據：① 通過對電動礦卡實施應用，90 t 級電動礦卡，日平均換電8 次，每次平均換電時間7～9 min，電池滿電情況下平均運行4 次，每次平均運行時間50 min(運距在3.5 km 左右，重載下坡)；② 電動礦卡出動率是柴油車的92.49%；③ 電車能源費用約為柴油車的30%左右；④ 每年單臺電動礦卡可減少二氧化碳排放量約1 100 余t。電動礦卡現場運行如圖9 所示。露天煤礦探索新的運輸方式和新的運輸工藝、新的動力來源，實現運輸環節的低交互、低運距、低污染、高效率。

圖9 電動礦卡平穩運行Fig.9 Electric ore card runs smoothly

3.4.2 采礦源頭生態擾動減損技術

露天煤礦采礦源頭生態擾動減損技術是貫穿露天煤礦開采之前、生產之時以及閉坑之后的全過程，需要兼顧開采設計、采礦整體開采過程、閉坑管理全程中的工藝、裝備、邊坡、開采參數、開采程序、開拓運輸系統、總平面布置等多方面開展協同研究。本文以影響采區接續開采時的短工作線方式和提升資源回收的選采技術為例，進行介紹。

(1)探索短工作線轉向技術。水平近水平露天煤礦采用單斗卡車間斷開采工藝條件下，露天煤礦相鄰采區轉向期間的礦山接續工程。通過調整礦山開采的局部工作線長度和礦山開采工作線推進速度等關鍵參數，優化礦山時空開采位置關系，解決了露天煤礦相鄰采區轉向期間的內排空間不足、運距大、成本高、外排占地開采擾動大的問題。具體降低擾動，工程流程如圖10 所示(圖中，h為標高)。

圖10 短工作線轉向流程Fig.10 Short work line steering flow

(2)實施煤層精準選采技術。根據露天煤礦煤層特點，研究優化煤層爆破方式，通過優化采煤程序，降低選采過程中煤巖交界處的矸石混入，通過選采提升煤炭采出率，降低煤炭損失。從開采源頭實現低碳開采與生態減損。

4 安全-綠色-高效-低碳協同開采發展措施

在當前的露天煤礦發展進程中，需要分級分類推動露天煤礦安全-綠色-高效-低碳向縱深發展，到2035 年全國露天煤礦要實現“三領先+十個百分百”的特征衡量指標。“三領先”即安全管理水平達到國際領先水平；露天煤礦原煤生產人員效率達到國際領先水平，噸煤能耗達到國際領先水平；“十個百分百”即排土場復墾率100%、原煤入洗率100%、污水處理率100%、煤矸石利用率100%、水土流失治理率100%、土壤重構率100%、煤炭分區治理率100%、邊坡智能監測接入率100%、采空區精準探測實施率100%、小型設備電動替代率100%。

在建設過程中要以規劃為先，以開采少擾動、快重構，生產高效化、管理智能化為實施過程目標。要形成露天煤礦安全-綠色-高效-低碳科學開采發展措施，圍繞露天煤礦安全-綠色-高效-低碳技術體系不健全，需要開展工藝的可適性分析、時效邊坡的穩定性分析、礦區生態時空動態復墾以及露天煤礦監測預警等關鍵技術難題深入分析研究，深入結合礦山大數據、機器學習等先進技術手段，實行一礦一策的技術手段/方法，協同運用新的創新技術，實現露天煤礦安全-綠色-高效-低碳跨越式發展，其發展措施主要包括頂層設計、分步實施、科研攻關、人才培養以及標準規范5 部分內容，形成安全-綠色-高效-低碳關鍵技術體系，如圖11 所示。

圖11 現代露天煤礦安全綠色高效開采關鍵技術體系Fig.11 Key technology system of safe, green and efficient mining in modern open-pit coal mine

4.1 頂層設計的強化

露天煤礦安全-綠色-高效-低碳頂層設計首先要堅持統籌發展和安全，堅持系統觀念，堅持發展和安全并重，實現高質量發展和高水平安全的良性互動，要以注重規劃的整體性和科學性為重點，統籌開采之前、開采之時、閉坑之后的全生命周期建設，統籌“礦區-生態-開采”之間關系，著力提升露天煤礦在安全綠色高效低碳方面的關鍵技術應用，有力支撐我國露天煤礦高質量發展。到2025 年，建立煤礦企業、行業協會、科研院所、政府部門多級協同工作機制，明確各方職責和工作重點，鼓勵設計單位、設備廠家、礦山企業創新合作模式，組建“產學研用”一體化模式，形成多方合力協同推動露天煤礦高質量發展。再利用5 a時間，2030 年實現露天礦區重新規劃，制定中小型露天煤礦整合機制，形成大礦區、超大型露天煤礦規劃。

4.2 分步實施的加快

在“雙碳”背景下，要實現露天煤礦安全-綠色-高效-低碳開采，需要制定整體的實施步驟。露天礦發展規劃時間表是基于國家政策、行業發展、裝備制造等多因素綜合而成，因此，筆者給出未來10 a 的整體發展規劃，主要分成3 個階段，即2025 年、2030 年和2035 年。對于全國356 處露天煤礦，需要進行分級分類研究，從生產能力、開采深度、災害情況等方面進行分級分類，采取分步實施方式。

到2025 年，從生態脆弱區和黃河流域功能區出發，構建全鏈條的綠色發展，深入融合綠色設計、勘探、清潔利用等方面，首先在大型特大型露天煤礦開展技術應用研究，從地質模型、采空區探測、工藝可適應分析、邊坡治理、智能化系統建設、生態環境保護等方面進行全面先行試點示范。中小型露天煤礦全部實現邊坡治理與聯網、重大風險隱患聯網、生態復墾等方面工作；

到2030 年，實現新疆地區露天資源規劃、深部開采研究、世界級超大型露天煤礦開發利用、綜合性工藝示范應用，部分小型露天煤礦逐步退出，露天煤礦安全-綠色-高效-低碳常態化效果評價和治理效果評估考核評價體系建成；

到2035 年，全國露天煤礦產能達到15 億t，大型特大型露天煤礦數量控制在100 處左右，小型露天煤礦全部退出，“三領先+十個百分百”目標全部實現。

4.3 科研攻關的深化

到2030 年，攻克露天煤礦重大災害演化孕育機理與風險防控關鍵技術。提升重大災害事故精密監測、精確預警、精準防控技術水平，揭示滑坡事故的孕育-發生-發展-災變機理。建立采礦源頭低碳減損技術應用，實現露天煤礦剝采排調度和物料流智能分配及路徑算法研究。到2035 年，實現采運排環節的重大技術裝備自主研發，攻克連續性工藝系統應用，支撐露天煤礦工藝裝備現代化。

4.4 人才培養的提升

不斷壯大人才隊伍，營造創新生態環境，鼓勵地方政府、企業、高校實施產教融合。充分發揮人才第一資源的作用，不斷健全創新人才培養體系，加強露天煤礦復合型人才培養。從現階段開始，每年形成本科生60～80 人的培養規模，碩、博研究生30～40 人的培養模式，持續為露天煤礦、設計院所、科研單位年輸送100 人的專業化人才隊伍。到2030 年，形成培養專業化、高素質、綜合化千人人才隊伍目標。持續為企業注入創新人才新動能。與此同時，發揮企業創新主體作用，強化產學研深度合作，完善人才評價激勵措施，持續激發科技人才創新活力，督促企業保障相關專業人才待遇，并協調高校與企業加強合作，共建品牌專業。造就一批高水平的戰略科技人才、科技領軍人才、工程技術人才和創新團隊，培養具有國際競爭力的青年科技人才后備軍。

4.5 標準規范的完善

到2025 年，完成國家層面的露天煤礦安全-綠色-高效-低碳相關標準框架體系的制定工作，如露天煤礦草原區排土場植被恢復、露天煤礦區灌草灌木牧草等技術標準、閉坑后露天煤礦生態恢復技術、露天煤礦重大隱患、露天煤礦智能化建設、技術裝備、勞動組織等，到2030 年，完成安全-綠色-高效-低碳標準體系編制實施應用工作，以標準化促進露天煤礦安全-綠色-高效-低碳建設。

5 結 論

(1)總結分析了當前我國露天煤礦發展概況、地域分布特征；從礦權及境界劃分衍生問題，征地難、內排利用不充分，智能化關鍵技術尚未突破，專業技術型人才不足等方面分析制約露天煤礦發展的主要因素。

(2)以可持續發展人與礦區自然和諧共生的安全綠色高效低碳為發展總體目標，歸納總結了露天煤礦安全-綠色-高效-低碳含義內涵、總體架構、開采特征以及開發之前，生產之時和閉坑之后的關鍵技術體系。

(3)以“重規劃、少剝離、強內排、短運距”為原則，以開采過程少擾動、擾動環節快重構、生產環節高效能、管理環節智能化為目標，提出了露天煤礦安全-綠色-高效-低碳建設中安全開采層、綠色開采層、高效開采層以及低碳開采層4 個方面的關鍵技術。

(4)提出了從頂層設計、分步實施、科研攻關、人才培養和標準規范5 個方面探討研究露天煤礦安全-綠色-高效-低碳今后發展措施和發展目標，為我國露天煤礦高質量發展提供參考。