撫順東露天礦綠色礦山可持續(xù)發(fā)展形勢分析

夏壽亮，吳明軒，趙英拓

（撫順礦業(yè)集團有限責任公司東露天礦，遼寧 撫順 123000）

撫順東露天礦綠色礦山可持續(xù)發(fā)展形勢分析

夏壽亮，吳明軒，趙英拓

（撫順礦業(yè)集團有限責任公司東露天礦，遼寧 撫順 123000）

針對現(xiàn)階段我國露天開采煤炭資源的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢，分析了露天采礦對環(huán)境所造成的不良影響，在此基礎上進一步分析了東露天礦綠色開采形勢。

綠色礦山；環(huán)境；持續(xù)發(fā)展；采礦

0 引 言

礦山的綠色開采技術(shù)最早是針對井工礦開采提出的，主要是針對煤礦井工的保水開采、充填開采、煤與瓦斯共采、煤炭地下氣化等就具體環(huán)節(jié)形成的綠色開采的技術(shù)體系。相比較井工開采，露天礦山開采在生產(chǎn)能力、生產(chǎn)效率、建設速度上都更具有明顯的優(yōu)勢。

隨著市場經(jīng)濟的進一步發(fā)展，市場對露天采礦的礦產(chǎn)資源需求量越來越大，露天礦的發(fā)展趨勢也逐漸走向大規(guī)模、開采設備大型化。露天礦的大規(guī)模發(fā)展破壞了所在地的自然環(huán)境，制約了經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。因此，在保證經(jīng)濟開采、合理開采的前提下，有必要進一步探討露天礦山的綠色開采技術(shù)，以實現(xiàn)資源開發(fā)與自然環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展。

1 露天采礦對生態(tài)環(huán)境的影響

露天采礦開采的實質(zhì)就是大量礦巖的移運過程，以撫順東露天礦為例，將油母頁巖富礦運至煉油廠，將貧礦、沖積層、綠土等剝離物運至西坑內(nèi)排土場。采礦過程中，破壞了地表地貌、改變了該區(qū)域原始的生態(tài)環(huán)境。露天礦山開采對自然生態(tài)環(huán)境的影響主要有以下5個方面：

1.1 露天采對土地的影響

東露天礦山在開采過程中所產(chǎn)生的剝離物由第四紀沖積層沙土、綠色泥巖、油母頁巖貧礦和煤矸石組成。固體廢物對土地資源的影響主要是對現(xiàn)有土地的壓占。

1.2 露天采礦對水資源的影響

東露天煤田開采項目的水污染源及水質(zhì)采用收集資料和現(xiàn)場實測的方法進行，類比對象為撫順礦業(yè)集團西露天礦。東露天礦主要的污水排放來源是礦坑內(nèi)采場排水、煤泥水和生活污水。露天礦采區(qū)淺排水系統(tǒng)容易改變地下水給、排條件及自然流，影響大氣水循環(huán)均衡轉(zhuǎn)化關(guān)系。此外，排土場剝離物溶水滲入地下可能會造成礦區(qū)地下水資源的污染，導致水體無法灌溉作物及飲用，造成水資源稀缺。

1.3 露天采礦對周圍空氣質(zhì)量的影響

露天采礦過程中，大氣污染物主要是來自穿孔及爆破作業(yè)、運輸、物料堆放等過程產(chǎn)生的粉塵。部分剝離物含有自燃物質(zhì)，當溫度適宜時，剝離物與氧氣接觸易發(fā)生自燃現(xiàn)象，燃燒后產(chǎn)生CO、SO2等氣體。采區(qū)的粉塵主要是對坑內(nèi)作業(yè)環(huán)境的污染，對外部環(huán)境影響相對較小。

1.4 露天采礦誘發(fā)的地質(zhì)災害

露天采礦生產(chǎn)過程中會對該地區(qū)原始地貌造成較大的破壞，以撫順東露天礦為例，由于東露天礦恢復開發(fā)后，其南北幫的地表開采境界需要在現(xiàn)有基礎上外擴，對原始地貌產(chǎn)生一定程度的擾動和破壞。造成水土流失的途徑主要是風蝕和雨水沖刷。撫順礦區(qū)大風天較少，風力也較小，風蝕作用較小。雨水沖刷是造成水土流失的主要途徑。

1.5 露天采礦產(chǎn)生的噪音危害

露天礦生產(chǎn)過程中噪音源主要有鉆機、電鏟、電機車、爆破作業(yè)噪聲，采掘設備工作時噪聲約為92 dB（A），穿孔設備工作時噪聲為 93 dB（A），電機車為92 dB（A）。在鐵路沿線30 m處居民的人群將受到噪聲的影響。

2 露天礦山綠色開采體系

綠色開采是指以礦山安全、經(jīng)濟、高效生產(chǎn)前提下，統(tǒng)籌露天礦生產(chǎn)對自然環(huán)境的影響，充分利用現(xiàn)有資源，盡可能地減輕露天采礦對周圍環(huán)境影響，使露天礦山形成“高效率、低能耗、低污染”的生產(chǎn)模式，促進礦山企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

2.1 開采工藝與設備選型合理化

露天開采工藝與設備選型是露天礦設計的首要也是最重要環(huán)節(jié)，其合理與否直接影響到露天礦的初期投資、開采成本、露天礦投產(chǎn)、達產(chǎn)年及服務年限。從東露天礦的開發(fā)條件和礦區(qū)的實際情況看，東露天礦采用單斗電鏟-鐵道運輸方案是最優(yōu)的：①油母頁巖礦層走向較長適合采用單斗電鏟-鐵道工藝生產(chǎn)，技術(shù)上可行；②歷史悠久的西露天礦一直單斗電鏟-鐵道運輸工藝，生產(chǎn)過程中積累了豐富的生產(chǎn)經(jīng)驗，不需要專門培訓管理人員和技術(shù)工人；③東露天礦開采可利用集團公司閑置的采礦設備，這樣既盤活了礦區(qū)存量資產(chǎn)，又節(jié)省了巨額設備購置費。

目前撫順東露天礦采用“以電代油”的清潔電鏟-鐵道開采工藝，最大可能的減小了油母頁巖露天礦開采過程中對礦區(qū)及撫順市區(qū)的污染影響程度。例如，條件符合的露天礦應盡量采用半連續(xù)開采工藝代替?zhèn)鹘y(tǒng)的單斗-卡車間斷開采工藝。撫順東露天礦使用電鏟-鐵道半連續(xù)開采工藝，符合綠色礦山開采技術(shù)要求，為同行業(yè)其他礦山發(fā)展樹立了典范作用。同時電鏟、電鐵運輸大大減少了卡車燃油成本，既提高了經(jīng)濟效益又減少了環(huán)境污染。

2.2 提高礦石資源回采率

東露天礦開采資源為煤炭、油母頁巖礦石，北幫主要以油母頁巖開采為主。目前我礦將含油率在3.5%以上的油母頁巖礦石作為富礦資源進行回收利用。經(jīng)圖紙切算，油母頁巖富礦資源位于綠色泥巖下部、油母頁巖貧礦上部，呈東西走向，北傾向分布，但由于地質(zhì)構(gòu)造等原因，油母頁巖富礦并不是規(guī)律分布。所以現(xiàn)場生產(chǎn)過程中如何有效準確的回收富礦資源是綠色礦山開采的重要內(nèi)容。

現(xiàn)在生產(chǎn)過程中為了保證富礦資源的準確有效回收，每月組織化驗人員對不同油母頁巖采區(qū)取樣化驗，對于符合含油率標準的頁巖采區(qū)重點安排電鏟進行采裝作業(yè)。通過合理采區(qū)調(diào)配，優(yōu)化組織采區(qū)采掘方向及采掘進度，最大程度回收富礦資源，減少富礦資源的浪費，最終達到提高富礦回收率。

2.3 優(yōu)化南幫汽車運輸系統(tǒng)

東露天礦南幫為主要汽車運輸，南幫汽車運輸系統(tǒng)連接北幫頁巖采區(qū)、南幫煤炭采區(qū)及排土場等地點，該運輸系統(tǒng)對生產(chǎn)起著尤為關(guān)鍵的作用，是各個生產(chǎn)環(huán)節(jié)的連接紐帶。優(yōu)化運輸系統(tǒng)可以起到節(jié)省運距、提高運輸效率的目的。目前，東露天礦南幫2號公路是連接入坑公路及西部坑底煤炭采區(qū)的重要樞紐，2016年全年組織對該公路實施降深調(diào)坡作業(yè)。東部泵站公路在E10200—E9800區(qū)域已經(jīng)足坡調(diào)整到位，2號公路采區(qū)在+30煤炭采區(qū)區(qū)間隨采區(qū)降深逐步降深，位于E8400—E7800區(qū)間的2號公路采區(qū)組織拓寬優(yōu)化該段公路系統(tǒng)，使之與西部坑底+3 m水平采區(qū)公路有效連接。通過2號公路采區(qū)的優(yōu)化調(diào)整，全面提高我礦公路運輸系統(tǒng)的運輸效率，為綠色礦山的持續(xù)發(fā)展提供基礎保障。

2.4 礦坑廢水的綜合利用

東露天礦坑內(nèi)排水主要由降雨匯水和第四紀沖積層涌水組成。排水經(jīng)地面排水系統(tǒng)排入海新河，再入渾河。由于東露天礦坑內(nèi)排水水質(zhì)要優(yōu)于海新河和渾河水質(zhì)，所以東露天礦坑內(nèi)排水可以起到對河水稀釋的作用。

采場排水可作為坑下消火、除塵灑水、生活沖洗用、采掘場和排土場綠化等用水水源。選煤廠煤泥水等廢水利用濃縮機加藥混凝（聚丙烯酰胺高分子凝聚劑）、沉淀處理，濃縮機上清液洗煤循環(huán)使用，底流經(jīng)壓縮機壓濾回收煤泥，濾液洗煤循環(huán)使用。

2.5 科學生產(chǎn)、有效組織采區(qū)生產(chǎn)接續(xù)

目前，東露天礦北幫上部為沖積層采區(qū)、綠色泥巖采區(qū)及油母頁巖富礦采區(qū)，下部為油母頁巖貧礦采區(qū)及煤炭采區(qū)。沖積層剝離臺階有新材E1、新材E2，綠色泥巖采區(qū)有63站配出的4條采掘線路及32站配出的4條采掘線路，富礦采區(qū)由48站配出48E5級48E6，22站配出的2條采線等。在組織生產(chǎn)作業(yè)過程中，為了保證富礦資源的持續(xù)供應，必須對采區(qū)進行科學合理的規(guī)劃設計。每月底對坑采區(qū)面貌進行驗收繪圖。通過圖紙切斷，得出富礦開拓儲量、露出量的生產(chǎn)數(shù)據(jù)，通過對該數(shù)據(jù)進行綜合分析，權(quán)衡生產(chǎn)關(guān)系，進而組織下個月的生產(chǎn)作業(yè)。通過科學的測算及設計，可以充分保證富礦資源的持續(xù)供應。通過每個月的測量驗收，對東露天礦邊坡到界情況及邊坡穩(wěn)定情況進行測算分析，全面掌握邊坡數(shù)據(jù)，這對保障露天礦的安全生產(chǎn)至關(guān)重要。科學的組織生產(chǎn)，最大限度提高生產(chǎn)作業(yè)效率，對于綠色礦山的持續(xù)發(fā)展意義重大。

2.6 露天礦山采礦與環(huán)境修復一體化

露天礦開采破壞了采區(qū)原始環(huán)境，因此要實現(xiàn)礦山綠色開采就要把生態(tài)修復與采礦生產(chǎn)有機結(jié)合。東露天礦在剝離作業(yè)時，表土單獨存放。東舍場、西露天礦內(nèi)排土場的物料組成主要有綠色泥巖、油母頁巖貧礦、底板頁巖、凝灰?guī)r、玄武巖；排土場的物料組成主要有綠色泥巖、廢頁巖、凝灰?guī)r、玄武巖、煤矸石；東舍場、排土場物料上覆蓋單獨存放的第四紀表土，覆土層厚0.5 m。表土肥力較高，適于植物生長。西露天礦內(nèi)排土場回填結(jié)束，恢復原地貌后，宜覆蓋一層表土，表土層厚0.3～0.5 m。

3 結(jié) 語

露天礦綠色開采技術(shù)是未來采礦發(fā)展的趨勢，環(huán)境是人類賴以生存的家園，只有將采礦生產(chǎn)與環(huán)境保護有機結(jié)合、融為一體，才能在礦山綠色開采道路上越走越遠，才能帶來更大的經(jīng)濟效益、社會效益。露天礦山在實施綠色開采的同時，應因地制宜，根據(jù)自身特點形成各具特色的綠色開采模式，礦山綠色開采是確保礦山可持續(xù)發(fā)展的重要保障。

［1］ 趙浩，白潤才.露天煤礦綠色開采技術(shù)研究［C］∥全國礦區(qū)環(huán)境綜合治理與災害防治技術(shù)研討會論文集，2011.

［2］ 趙浩，白潤才，曲業(yè)明.露天煤礦綠色開采技術(shù)［J］．礦業(yè)工程研究，2011（3）：19-22．

［3］ 鮑巖，趙英拓，馮萍，等.撫順東露天礦生產(chǎn)計劃管理［J］.露天采礦技術(shù)，2016（3）：11-13．

［4］ 張防修，尹有德，蒙濤.撫順東露天礦開采方式及開采程序的選擇［J］.露天采礦技術(shù)，2012（S2）：7-8．

［5］ 吳迪.撫順東露天礦生產(chǎn)運輸方式［J］.露天采礦技術(shù)，2014（11）：50-52．

［6］ 李惠發(fā)，李煥忠，陳思，等.撫順東露天礦合理開采的可行性研究［J］.露天采礦技術(shù)，2008（6）：28-30．

［7］ 賈蘭.撫順西露天礦坑回填關(guān)鍵技術(shù)研究［D］.阜新：遼寧工程技術(shù)大學，2013．

［8］ 撫順東露天礦恢復工程初步設計［R］.沈陽：煤炭工業(yè)部沈陽設計研究院，2004．

【責任編輯：解連江】

Situation analysis of green mine sustainable development in Fushun East Open-pit Mine

XIA Shouliang,WU Mingxuan,ZHAO Yingtuo
(East Open-pit Mine,Fushun Mining Group Co.,Ltd.,Fushun 113001,China)

Aiming at the present situation of coal resources and development trend in the present stage,the article analyzes the adverse effect of open-pit mining on environment,on the basis of it,further analyzes green mining situation in East Open-pit Mine.

green mine;environment;sustainable development;mining

X22

B

1671－9816（2017）07－0074－03

10.13235/j.cnki.ltcm.2017.07.021

夏壽亮，吳明軒，趙英拓.撫順東露天礦綠色礦山可持續(xù)發(fā)展形勢分析［J］.露天采礦技術(shù)，2017，32（7）：74-76.

2017-01-17

夏壽亮（1969—），男，遼寧撫順人，露采高級工程師，畢業(yè)于遼寧工程技術(shù)大學露天采礦專業(yè)，現(xiàn)任撫順東露天礦生產(chǎn)技術(shù)科科長。