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我国绿色矿山建设现状与分析

2021-08-03

露天采矿技术 2021年4期
关键词:露天矿矿山绿色

杨 卓

(中煤科工集团沈阳设计研究院有限公司,辽宁 沈阳 110015)

我国矿山普遍具有开采周期长的特点,开采时间几十年至上百年不等,尤其是大中型矿山,受到土壤类型、植被类型、复垦工艺、生物气候带、地貌类型、开采工艺的差异的限制,这就要求矿区生态必须进行整体保护和综合治理,这也是绿色矿山建设的最主要内容。长时间以来,矿产资源的开发利用活动持续不间断的对山、水、田、林、湖、草这一生命共同体进行扰动。长期以来人们过多重视经济利益,而忽视生态价值,对生态系统的可逆性认识不足,留给人类的生存空间变得越来越小。

1 我国绿色矿山的内涵与补充

1.1 绿色矿山的内涵

绿色矿山是指将科学有序的开采和环境扰动可控性贯穿于矿产资源开发的全过程的作业模式。绿色矿山的内涵,是指在矿山资源开发中从环境影响、科技水平、资源消耗等诸多要素进行综合考虑,体现了对传统重视资源开发、忽视环境管理的技术修正,着重强调了对矿业可持续发展战略的考量[1]。从学术上,绿色矿山的内涵同时兼顾了“资源开发利用最优”、“生态环境扰动最小”2 个理念,包括充分考量全区域内环境承载力、优化采选冶过程、修复和治理矿山生态环境等因素,绿色矿山的建设是实现矿业可持续发展的必然选择[2]。

1.2 新时代绿色矿山内涵的补充

绿色矿山是对中国传统哲学自然观在工业领域的继承,同时也是当今可持续发展背景下的时代要求。生态文明有别于农业文明和工业文明,强调的是保护与矿山的社会服务性,突出了人与自然和谐、共荣共生为本的思想,绿色矿山内涵同样包含对文化的保留性和历史的传承性,矿产资源的开发是人类社会发展中最重要的经济基础,并且在延续社会文明和传承近代历史方面具有重要意义,保留矿山遗迹既是对历史文明的记录,也是对矿山事业发展的文化记录[3],绿色矿山是生态文明背景下的产物,在矿业规划、开发及转型的全过程,反映“两型社会”的要求,通过发展经济、恢复优化景观满足建设美丽中国的要求,在人类文明发展史上留下新的里程碑[4]。在新时代背景下,绿色矿山的内涵更加体现出了的包容性与开放性的特点,即在物联网、“互联网+”以及大数据等前沿科技的有效支撑下,不断探索全生命周期的绿色无损构建路径,实现矿山资源开发与生态环境保护协调发展和可持续发展目的[5]。

2 我国绿色矿山建设进程与现状

2.1 发展进程

我国绿色矿山建设的提出可溯源至科学发展观,绿色矿山建设理念开始逐渐形成。原国土资源部于2008 年印发的《全国矿产资源规划(2008—2015 年)》确立了2020 年基本建立绿色矿山格局的战略目标,并于2010 年印发《关于贯彻落实全国矿产资源规划发展绿色矿业建设绿色矿山工作的指导意见》,由此标志着我国绿色矿山建设正式启动[6-7]。2012 年起,各省就开始相继制定了出台了省级建设标准、发展要求、实施意见以及工作方案,内蒙古自治区走在我国绿色矿山建设前列,《内蒙古自治区绿色矿山评估标准(试行)》是国内首个省级绿色矿山评估标准,随后河北省、广西壮族自治区、浙江省相继出台实施方案或建设规范。2018 年4 月自然资源部公示了9 个行业绿色矿山建设规范,包括非金属、化工、黄金、煤炭、砂石、石油、水泥灰岩、冶金以及有色,为我国绿色矿山建设提供了系统而有力的政策支撑和制度保障,加速了我国绿色矿山建设进入规范化、制度化、标准化建设的新时期。据不完全统计截止2020 年,全国共有20 个省、市、自治区相继出台绿色矿山相关政策35 项。

2.2 试点单位建设

2011—2014 年,原国土资源部分先后4 批,一共确定了661 家矿山企业作为国家级绿色矿山试点开展建设工作。2020 年1 月14 日自然资源部发布了纳入全国绿色矿山名录中的953 家矿山企业,按照《自然资源部办公厅关于做好2019 年度绿色矿山遴选工作的通知》要求,2019 年共有555 家矿山企业通过本次评选,与原有的398 家国家级绿色矿山试点单位一同纳入到全国绿色矿山名录中。

在2019 年公布的555 家绿色矿山中,分布于28个省市自治区。从各省绿色矿山数量分布看,河南省、安徽省新晋绿色矿山数量最多,分别为53 家和49 家,数量位居第1、第2 位;广东省、河北省和山西省新晋绿色矿山数量均为41 家,位居国内第3 名。2020 年绿色矿山分布及分类情况如图1。

图1 2020 年绿色矿山分布及分类情况

目前国家级绿色矿山有36.7%分布于西部地区,30.1%分布于东部地区,我国矿产资源分布西多东少,而东部地区经济发展优于西部地区,绿色矿山的建设既需要企业开发技术的支撑,同时又需要当地经济发展作为建设的保障[8];非金属、能源及有色金属3 大矿种国家级绿色矿山入选数量超过89%,地热及其他金属矿(稀土金属、稀有金属、稀散金属等)占比不足1%;国家级绿色矿山有55.99%采用地下开采方式,37.71%采用露天开采,6.30%采用露天井下联合开采方式;国家级绿色矿山中有超过90%为大中型矿山,小型矿山占比仅有9.14%,绿色矿山的建设不仅包括资源开发利用方式、节能减排、矿区环境等方面,同时还涉及数字矿山以及企业管理与企业文化等诸多方面,小型矿山受到生产规模限制,同时管理者的主动性不强,因此仅有少数的小规模矿山达到了绿色矿山建设标准要求。相比之下,大型矿山注重生产建设,同时也重视将绿色发展理念贯穿于采矿的全过程,不仅谋求经济效益,同时还重视与生态效益和社会效益相统一。

3 霍林河北露天矿绿色矿山建设案例

3.1 矿山建设现状

霍林河北露天矿规划建设布局合理,地面配套设施齐全,矿区生产、生活有序,管理规范。煤矿产生固体废弃物处置率达到100%,露天矿目前暂未对坑内水进行有针对性的处理,不能满足《绿色矿山建设规范》中坑内水处置率达到100%的要求。排土场复垦绿化面积不满足绿色矿山的规范要求,矿区绿化覆盖率为68.64%,不满足自治区和国家绿化矿山建设标准。项目需用的能源有电、柴油、热能等,各种能源及耗能工质消耗量按等价值折标准煤合计48 271.06 t,按当量值折标准煤合计38 384.33 t,项目用能总量及用能品种基本合理。生产工艺、技术装备的评估和分析,露天矿单位产品综合能耗3.15 kg/t,满足GB 29445—2012 煤炭露天开采单位产品能源消耗限额要求。北露天矿上年度科研投入占上年度主营业务收入的0.06%,低于DZ/T 0315—2018 煤炭行业绿色矿山建设规范要求。企业文化秉承以人为本、创新学习、行为规范、高效安全、生态文明、绿色发展的企业核心价值观,企业职工满意度未低于70%,接触职业病危害的劳动者在岗期间职业健康检查率未低于90%。

3.2 重点工程建设

1)生态整治工程。生态整治工程设计主要包括排土场复垦绿化工程、排土场复垦绿化配套工程、土地复垦监测与管护、工业场地绿化美化工程。复垦绿化措施主要包括地形重塑、截排水措施、表土剥离与利用、土壤改良和植被重建。为保证排土场绿化工程的顺利实施,排土场复垦绿化配套工程包括复垦绿化供水系统、复垦绿化蓄水系统和复垦绿化喷灌系统。通过对林地、草地的管护,以便保证复垦林地和草地达到复垦质量要求,提高复垦的成活率。为提高北矿的办公生活环境,树立企业的良好形象,将工业场地及道路建设花园式办公生活区。

2)综合除尘工程。对破碎站采取综合除尘措施,包括维护原有设备和非标件的密封、对现有除尘装置进行拆除或改造、在卸料口四周加设干雾抑尘装置、在卸煤区增加移动式射雾器、对带式输送机既有除尘设施进行改造优化、对转载站实施全封闭扩容导料槽改造、对穹顶型储煤场加装干雾抑尘装置和移动式射雾器。在原有除尘设备基础上,将原有老旧系统除尘工艺及设备进行维护或改造,加强非标准件的密封和维护,达到输煤系统全封闭,各个产尘点均有降尘措施,可达到绿色矿山建设规范要求,同时改善工人作业环境,保护周边地区大气环境。

3)水资源综合利用与处理工程。为解决露天矿坑内水直接复用时水质不达标的问题,建设坑内水处理系统,处理规模为300 m3/h,处理工艺为混凝沉淀过滤工艺;建设含油污水处理系统,处理机修车间含油污水,采用除沙+隔油+过滤工艺,含油污水水量为192.00 m3/d,处理规模为15 m3/h,处理后污水可复用于场区绿化及露天矿矿山道路洒水。建设外包驻地生活污水处理系统,处理工艺为MBR 工艺,处理规模为20 m3/h,可以确保露天矿生活污水处置率达到100%。

4)科技创新与数字化矿山工程。程包括露天矿设备管理系统和车辆防撞预警系统2 大系统。设备管理系统以设备台账为核心,结合设备点检信息,以提高设备运行率、降低总体维护成本为目标,通过设备运行数据和历史维修数据计算出设备相关管理和维护的参照数据,从而有目的、有依据地管理设备;车辆防撞预警系统结合露天矿道路特点和行车环境,采用GPS 定位和433 MHz 短距离通讯相结合的技术方式,无需将数据上传到中央系统进行解算,每一台设备不断的向周围其他设备广播自己的信息,判断是否达到预先设定的预警标准。基于此,设计一套露天矿卡车防撞预警系统应用于北露天煤矿。

3.3 建设效果和效益

实现矿产资源开发方式科学化、利用集约化、生产工艺环保化、企业管理规范化、矿山环境生态化为总体目标,构建资源、环境和社会效益相协调的矿山开发模式,建立绿色矿山建设长效机制,走绿色发展之路,建设成为蒙东地区乃至全国绿色矿山标杆企业,达到国家级绿色矿山建设标准。

1)生态效益。对矿区进行功能区划分,对到界区域进行土壤改良和生态恢复,建设水土保持功能区等,对改善矿区土壤质地起到重要的基础作用,为后续实现农牧业开垦提供条件,在保持水土的基础上产生一定的经济收益,使得生态效益与经济效益并存。矿区生态恢复治理将采场和排土场恢复成草地,将原本的裸地变成草原上的绿色景观,改善土壤盐渍化,调节区域小气候,保持了土壤水分的充足。

2)社会效益。矿产资源开发全过程中,全矿区实现生态化的矿区环境、科学化的开采方式、高效化的资源利用方式、规范化的企业管理模式。北露天矿因地制宜、分类施策,通过科技引领、创新驱动等措施形成一种可复制、可推广的绿色矿山建设新模式。绿色采矿工艺和先进复垦绿化技术的应用,实现了矿山产业中煤、电、水、灰、土各种高效循环利用,建立起生产、工程与科研三者协同的产业结构,形成适用于干旱草原区露天矿生态恢复的北露天矿模式。

4 我国绿色矿山建设存在问题与建议

1)绿色矿山建设理念不牢。在生态文明建设的时代背景下,绿色矿山建设是矿山企业实现矿产资源开发与利用可持续发展的必然选择[9]。尽管国家大力提倡生态文明建设,受经济利益的驱动及长期思维惯性的引导,绿色发展理念尚未在全社会成为普遍的价值追求。还存在一些矿山企业管理者和决策者对绿色矿山建设的认识不到位、专业的人才队伍薄弱,资金投入力度小,没有按照国家或地方政府出台的绿色矿山建设要求和标准采取相应地行动,进行绿色矿山建设规划和方案制定工作。各级政府应该进一步加强对矿产企业的绿色矿山建设思想的宣贯,提高企业建设绿色矿山的主动性和积极性。

2)绿色矿山的准入和退出机制不完善。现已形成的国家级绿色矿山发展标准和要求在准入考评体系上尚不健全。矿产种类以及开采方式的不同对于矿山的评价应当差异性制定考核标准。现有绿色矿山名录中,非金属矿山占比最大超过1/3,而黑色金属矿产不足10%,矿山的规模是引起这一差异的原因之一,国家和一些地方政府相继制定、出台了一系列的绿色矿山建设标准与规范,但由于地区经济发展情况有所差别,资源的开发利用技术与地区环境承载力有所差异,各级政府、行业协会和矿山企业还要继续深入调研,广泛征集矿山企业与人民群众意见,逐步完善适合当地的经济、企业矿产种类的绿色矿山建设标准和规范[10],有立法权的地方政府也要将通过实践检验后切实可行,并且适用于当地发展的现行绿色矿山建设标准或规范,及时上升为法律法规,构建起一整套健全的绿色矿山建设法律法规体系。

3)绿色矿山建设新技术应用不够普遍。技术创新是实现矿山企业实现绿色发展的必由之路,这就要求矿山企业必须加快由“要素驱动”向“创新驱动”的转变[11]。矿山技术装备和生产工艺相对落后是我国众多小型矿山的现存问题,资源综合利用率偏低,经营管理方式较为粗放,只有提高科技在矿业领域的赋能作用,发展前沿高新矿业技术,提高企业经营效益,绿色矿山建设才能保持持久。

5 结语

介绍了绿色矿山的内涵及新时代赋予绿色矿山的补充内涵,详细介绍了绿色矿山发展历程与试点建设情况,并以北露天矿为例系统地分析了绿色矿山建设方法,从理念树立、准入与退出机制、建设技术3 个方面指出我国绿色矿山建设存在的问题并提出针对性意见。在建设生态文明时代背景下,矿业领域必须发展绿色矿业,建设绿色矿山。

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