陜西小寨石灰石礦綠色礦山建設(shè)規(guī)劃設(shè)計(jì)

栗紅玉，汪瑞敏，周杰華

（天津水泥工業(yè)設(shè)計(jì)研究院有限公司，天津 300400）

綠色礦山建設(shè)是我國礦業(yè)發(fā)展模式的戰(zhàn)略選擇，是當(dāng)代建設(shè)“資源節(jié)約型，環(huán)境友好型”社會(huì)的重要途徑[1]。水泥灰?guī)r礦主要由碳酸鈣組成，是制備水泥的基本原料。由于受地質(zhì)條件及賦存狀況的限制，大部分水泥灰?guī)r礦都采用露天開采，而露天開采對周邊生態(tài)環(huán)境的破壞較大，易造成周邊水體、大氣及固體廢棄物等污染，甚至誘發(fā)地質(zhì)災(zāi)害，引起生物多樣性銳減[2]。因此，對水泥灰?guī)r礦山進(jìn)行綠色礦山建設(shè)意義重大。

1 工程概況

1.1 礦區(qū)開采現(xiàn)狀

小寨石灰石礦位于陜西省藍(lán)田縣，地處秦嶺北坡山前低山區(qū)，礦體分布在羊茂山一帶，總體呈東西向展布，最大高程為958m，最低高程為700m。

礦山采用露天開采方式、自上而下分臺階開采。由于非礦夾層數(shù)量多，開采過程中混入較多夾石，導(dǎo)致礦石品質(zhì)下降。為滿足水泥熟料生產(chǎn)線對石灰石進(jìn)廠指標(biāo)的要求，礦山采用多臺階、多工作面綜合搭配，開采礦山開采工作面見圖1。目前，在礦區(qū)范圍內(nèi)已形成若干最終臺階邊坡，臺階高度15m，平臺寬度4～8m，臺階終了坡面角70°。開采區(qū)東西長約740m，南北最寬處約360m，開采區(qū)占地面積約為18ha。礦區(qū)從東向西分布著855m、840m、825m、810m、795m、780m及765m等7個(gè)開采工作面。

1.2 存在的環(huán)境問題

由于礦山開采，對礦區(qū)周邊環(huán)境造成了一定的破壞，主要體現(xiàn)在以下方面：

（1）植被受到嚴(yán)重破壞。在礦山開采范圍內(nèi)，因礦山開采和剝離，破壞了地表植被賴以生存的環(huán)境，導(dǎo)致現(xiàn)階段開采范圍沒有植被。

（2）邊坡局部形成滑坡。礦山開采破壞了原有的山體結(jié)構(gòu)見圖2，且由于礦石成因、結(jié)構(gòu)和構(gòu)造等原因，各工作面均出現(xiàn)局部不同程度的滑坡。

圖1 開采工作面

圖2 開采工作面邊坡

（3）地表水土的破壞。礦區(qū)南側(cè)山間小溪流經(jīng)礦區(qū)，在臺階邊界因落差突然增大，對地表土形成了沖刷，同時(shí)因礦山開采粉塵的混入，對水質(zhì)造成了影響。

（4）周邊環(huán)境的破壞。礦山開采對環(huán)境造成粉塵、廢水、廢氣、廢渣等污染，其中最明顯的是粉塵，因礦山爆破、鏟裝和運(yùn)輸?shù)刃纬傻膿P(yáng)塵，造成礦區(qū)周邊植被均被染成灰色。

2 綠色礦山建設(shè)原則

礦山生產(chǎn)應(yīng)遵循“開采方式科學(xué)化、資源利用高效化、企業(yè)管理規(guī)范化、生產(chǎn)工藝環(huán)保化、礦山環(huán)境生態(tài)化”的基本要求，努力實(shí)現(xiàn)礦山發(fā)展的資源效益、環(huán)境效益和社會(huì)效益的協(xié)調(diào)統(tǒng)一，資源開發(fā)與環(huán)境保護(hù)并舉，礦山發(fā)展與社區(qū)繁榮共贏[3]。

（1）因地制宜，協(xié)調(diào)發(fā)展。結(jié)合自身發(fā)展的實(shí)際情況，總結(jié)分析生產(chǎn)過程中在資源綜合利用、環(huán)境保護(hù)和和諧社區(qū)等方面存在的問題與矛盾，重視礦山周邊資源并購，做好環(huán)保、復(fù)墾和社區(qū)等方面的工作，確保礦山協(xié)調(diào)發(fā)展[4]。

（2）突出重點(diǎn)，科技興礦。在綠色礦山建設(shè)的重點(diǎn)領(lǐng)域開展專題設(shè)計(jì)，對采取的先進(jìn)技術(shù)、方法及手段進(jìn)行及時(shí)總結(jié)，發(fā)展構(gòu)建體現(xiàn)自身特色的綠色礦山發(fā)展模式。堅(jiān)持科技創(chuàng)新原則，穩(wěn)步推進(jìn)技術(shù)升級改造與創(chuàng)新體系建設(shè)。加強(qiáng)與相關(guān)單位合作，建立礦山物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，將礦山數(shù)字化納入礦山發(fā)展規(guī)劃。主動(dòng)監(jiān)控礦區(qū)內(nèi)生產(chǎn)狀況與實(shí)時(shí)地質(zhì)環(huán)境變化，并根據(jù)數(shù)據(jù)系統(tǒng)自動(dòng)反饋環(huán)保、產(chǎn)能達(dá)標(biāo)狀況，提高礦區(qū)全面監(jiān)控水平與安全管理水平[5]。

（3）合理規(guī)劃，注重實(shí)施。依據(jù)綠色礦山建設(shè)的基本條件及相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)制定切實(shí)可行的規(guī)劃發(fā)展目標(biāo)，通過規(guī)劃重點(diǎn)工程建設(shè)項(xiàng)目，將規(guī)劃指標(biāo)落到實(shí)處。各項(xiàng)建設(shè)工程應(yīng)做好資金安排，合理統(tǒng)籌，狠抓落實(shí)，保證規(guī)劃指標(biāo)的順利完成[6]。

（4）統(tǒng)籌協(xié)調(diào)各項(xiàng)工作。嚴(yán)格執(zhí)行上級規(guī)劃部署的任務(wù)和目標(biāo)，做好綠色礦山建設(shè)規(guī)劃與當(dāng)?shù)貒窠?jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展規(guī)劃、土地利用總體規(guī)劃、礦產(chǎn)資源規(guī)劃等規(guī)劃的銜接，積極落實(shí)，做好統(tǒng)籌協(xié)調(diào)工作[7]。

（5）開發(fā)與保護(hù)并舉。資源開發(fā)堅(jiān)持“誰開發(fā)誰保護(hù)，誰污染誰治理”的原則，堅(jiān)持礦山開發(fā)與保護(hù)并舉，保障礦山的可持續(xù)發(fā)展。做好道路硬化與地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測工作，確保礦區(qū)地質(zhì)環(huán)境穩(wěn)定。最大限度的降低對周邊生態(tài)環(huán)境破壞，大力推進(jìn)生產(chǎn)過程中同步的綠化與土地復(fù)墾工作[8]。

（6）公眾參與，集思廣益。在礦山內(nèi)部積極宣傳綠色礦山發(fā)展理念，鼓勵(lì)礦山職工為綠色礦山規(guī)劃建言獻(xiàn)策參與礦山規(guī)劃建設(shè)，注重專家咨詢和公眾參與，廣泛聽取多方面意見，積極鼓勵(lì)礦區(qū)周邊村民參與綠色礦山建設(shè)，增強(qiáng)規(guī)劃編制的公開性，提高規(guī)劃透明度和科學(xué)決策水平[9]。

3 綠色礦山建設(shè)內(nèi)容

為有效解決礦山開采帶來的生態(tài)環(huán)境問題，礦山應(yīng)堅(jiān)持綠色礦山的建設(shè)理念，加快改造升級，從資源綜合利用、作業(yè)環(huán)境規(guī)范、數(shù)字礦山建設(shè)、地質(zhì)災(zāi)害治理、土地綠色復(fù)墾、社區(qū)和諧工程和企業(yè)文化建設(shè)等方面進(jìn)行綠色礦山建設(shè)。

3.1 資源綜合利用

（1）廢水循環(huán)處理。礦山污水來源主要為生活污水，主要包括員工生活產(chǎn)生的污水、洗浴污水等。礦山工業(yè)場地設(shè)有污水處理設(shè)施，對生活污水進(jìn)行集中處理，處理后的水用于礦山綠化灌溉，實(shí)現(xiàn)循環(huán)利用。

（2）廢石綜合利用。露天礦山開采廢石主要是夾層和表土，排棄廢石不僅需占用土地，而且易誘發(fā)山洪泥石流災(zāi)害事故的發(fā)生。礦山一方面可將剝離的非礦夾層全部進(jìn)行綜合利用，與高品位礦石搭配后直接供給水泥生產(chǎn)線利用；另一方面應(yīng)將部分廢土單獨(dú)臨時(shí)存放，用于礦山的土地復(fù)墾，實(shí)現(xiàn)礦山開發(fā)零排廢的目標(biāo)。

3.2 作業(yè)環(huán)境規(guī)范

圖3 廠區(qū)外部面貌整治效果圖

（1）礦區(qū)廠貌整治。礦山綠化、礦區(qū)美化始終是綠色礦山建設(shè)一項(xiàng)重要考核內(nèi)容，要求礦山企業(yè)做到“應(yīng)綠必綠，應(yīng)美必美”。為積極響應(yīng)國家要求，同時(shí)提高改善員工工作環(huán)境，應(yīng)大力對礦區(qū)面貌進(jìn)行改造，主要包括：①合理規(guī)劃建設(shè)布局。②規(guī)范標(biāo)識標(biāo)牌。③注重衛(wèi)生管理檢查。④完善環(huán)保綠色建設(shè)。⑤嚴(yán)格治安保衛(wèi)制度；⑥加強(qiáng)生產(chǎn)安全監(jiān)督。整治后局部效果圖見圖3。

（2）噪聲防治。礦山開采應(yīng)選用低噪音設(shè)備和工藝流程；爆破采用微差爆破，并控制單段最大裝藥量；對風(fēng)機(jī)等設(shè)備加裝消聲器；將破碎車間密封，利用建筑物隔音；卸料溜子等做成臺階狀，利用料磨料原理減少噪聲；潛孔鉆機(jī)、挖掘機(jī)、裝載機(jī)為連續(xù)噪聲源，其操作工須佩帶隔聲耳罩。

（3）粉塵防治。露天采場具有產(chǎn)塵點(diǎn)多、量大、濃度高、分散等特點(diǎn)，在穿孔、爆破、鏟裝、運(yùn)輸、卸載、破碎等生產(chǎn)工藝中都會(huì)產(chǎn)生大量粉塵，為降低粉塵對環(huán)境影響，礦山采取具體措施：①穿孔設(shè)備自帶除塵器。②鏟裝作業(yè)采取噴水降塵。③破碎車間采取車間密閉和收塵器-風(fēng)機(jī)負(fù)壓除塵方式。④運(yùn)輸過程采用裝車前向礦巖灑水降塵。⑤在卸礦處設(shè)噴霧裝置降塵。⑥礦區(qū)主要運(yùn)輸?shù)缆凡捎没炷谅访妗⒍ㄆ跒⑺?、清洗路面等措施?/p>

3.3 數(shù)字礦山建設(shè)

（1）建立SURPAC三維數(shù)字化系統(tǒng)。傳統(tǒng)礦山二維設(shè)計(jì)存在計(jì)算周期長，精度差等弊端。為此，應(yīng)引進(jìn)SURPAC軟件，推行礦體三維數(shù)字化技術(shù)，大大提高生產(chǎn)效率。主要內(nèi)容包括：①建立礦體和地表三維模型。②建立SURPAC塊體模型，分析礦區(qū)資源儲(chǔ)量。③精準(zhǔn)配礦設(shè)計(jì)，提前編制采剝進(jìn)度計(jì)劃。

（2）設(shè)置視頻監(jiān)控系統(tǒng)。通過視頻監(jiān)控系統(tǒng)，直觀了解礦山現(xiàn)場各地點(diǎn)詳細(xì)狀況，跟蹤生產(chǎn)進(jìn)度，檢查設(shè)備作業(yè)狀態(tài)。同時(shí)，檢測礦場內(nèi)部安全狀況，最大限度確保人員安全，避免事故發(fā)生和經(jīng)濟(jì)損失。礦山在開采區(qū)域、運(yùn)輸區(qū)域、破碎區(qū)域、計(jì)量區(qū)域設(shè)置攝像頭，圖像數(shù)據(jù)通過光纜、視頻電纜及視頻編碼器等傳輸通道輸送至控制中心進(jìn)行監(jiān)控。人員可通過視屏隨時(shí)監(jiān)控各區(qū)域的生產(chǎn)狀態(tài)。

（3）設(shè)置智能計(jì)量系統(tǒng)。傳統(tǒng)計(jì)量系統(tǒng)采用汽車衡稱量-人工統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)-人工開票的方式，由于數(shù)據(jù)需要人工統(tǒng)計(jì)，效率低下。為增強(qiáng)企業(yè)信息化管理水平，提高計(jì)量效率，礦山采用一卡通智能計(jì)量管理系統(tǒng)。具體流程：①車輛過皮自動(dòng)識別車輛信息。②自助領(lǐng)取IC卡。③車輛過毛。④自助歸還IC卡。⑤自助票據(jù)打印。

（4）建立GPS車輛智能調(diào)度系統(tǒng)。礦山GPS車輛智能調(diào)度系統(tǒng)主要解決卡車運(yùn)輸過程中的無序問題，保證生產(chǎn)調(diào)度合理，實(shí)現(xiàn)采礦運(yùn)輸作業(yè)的節(jié)能提產(chǎn)，降低生產(chǎn)成本，增加企業(yè)利潤，并可作為數(shù)字化礦山平臺，適應(yīng)當(dāng)前礦山數(shù)字化、精細(xì)化管理的發(fā)展需要，實(shí)現(xiàn)車輛的智能管理。主要功能包括：①設(shè)備監(jiān)測與狀態(tài)識別。②礦山地理信息管理。③班前設(shè)定與班中調(diào)整。④自動(dòng)計(jì)量。⑤班中查詢。⑥設(shè)備維修計(jì)劃管理。⑦加油管理。⑧統(tǒng)計(jì)報(bào)表。⑨車載終端使用功能。

3.4 邊坡綠化及災(zāi)害防治

（1）邊坡掛網(wǎng)錨噴植草技術(shù)。礦山最終開采平臺巖石裸露，且邊坡角較大，部分邊坡出現(xiàn)局部滑坡災(zāi)害，滑坡后的坡體邊坡角接近50°，對周圍的環(huán)境造成較大影響。對于巖體較完整、地質(zhì)條件較好、危害性相對較小的邊坡，礦山應(yīng)采用掛網(wǎng)錨噴植草技術(shù)進(jìn)行邊坡災(zāi)害治理。首先清除坡體表面碎石，然后在局部有土且可開挖的部位開挖穴位，回填種植土并點(diǎn)播灌木種子、栽植葉子花和爬藤植物，最后掛鋼絲網(wǎng)覆蓋整個(gè)坡面，用鋼絲繩及錨桿加以固定，并開始在局部可綠化的地段進(jìn)行液壓噴播植草。

（2）邊坡在線監(jiān)測系統(tǒng)。對于巖體破碎、地質(zhì)條件惡劣、危害性較大的邊坡，為保證生產(chǎn)安全及開采完成后邊坡的穩(wěn)定，礦山在進(jìn)行邊坡掛網(wǎng)錨噴植草的同時(shí)，應(yīng)建立邊坡在線監(jiān)測系統(tǒng)。通過建立巖土體地表沉降監(jiān)測網(wǎng)，及時(shí)捕捉邊坡位移變化的信息，通過有線或無線方式將監(jiān)測數(shù)據(jù)及時(shí)發(fā)送到監(jiān)測中心，由計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)分析軟件處理監(jiān)測信息，對邊坡的整體穩(wěn)定性做出判斷，對山體邊坡崩塌、滑坡等災(zāi)害進(jìn)行預(yù)警預(yù)報(bào)。

3.5 土地綠色復(fù)墾

（1）土壤改良。土壤改良的目的是提高黃土的有機(jī)質(zhì)含量，增加土壤的有益微生物菌群，提高土壤的保水通氣能力，避免土壤硬化板結(jié)。礦山可采用有機(jī)肥堆漚方法，近距離的工廠化堆肥，充分利用秸稈還田和當(dāng)?shù)赜袡C(jī)肥資源，如禽畜糞便、蘑菇肥及各種農(nóng)業(yè)有機(jī)廢棄物下腳料等，進(jìn)行工廠化腐熟處理，從而形成連續(xù)不斷的有機(jī)肥投入，多次使用便可提高土壤肥力。

（2）植被綠化。礦區(qū)綠化可采用喬、灌、草綠化，綠化品種選擇以鄉(xiāng)土樹種和草種為主，兼顧美化要求。綠化樹種喬木選擇馬尾松，灌木選擇毛柳、酸棗、紫穗槐，綠化草種選擇狗牙根、黑麥草，藤本選爬山虎。礦山采終邊坡植被綠化效果圖見圖4。

圖4 礦區(qū)植被綠化效果圖

3.6 社區(qū)和諧工程

礦山要堅(jiān)持“以人為本，打造和諧社區(qū)”的理念，把處理好礦山與社區(qū)的關(guān)系放在重要位置。根據(jù)企業(yè)自身優(yōu)勢，加大對周邊村莊的扶持力度，為當(dāng)?shù)匦罗r(nóng)村建設(shè)提供力所能及的支持。具體舉措如下：

（1）投入資金完成礦區(qū)附近道路的建設(shè)與硬化。

（2）每年向當(dāng)?shù)乩习傩仗峁┦弦约吧笆橇暇€骨料用于住房建設(shè)。

（3）礦區(qū)清潔、綠化維護(hù)、后勤等輔助業(yè)務(wù)和功能直接外包給當(dāng)?shù)卮迕襁\(yùn)營，減少公司壓力，利于礦區(qū)和諧。

（4）組織扶貧幫困活動(dòng)，主動(dòng)捐資幫助群眾解決交通、吃水、醫(yī)療、子女入學(xué)問題。

（5）把綠色礦山建設(shè)與土地復(fù)墾、村莊整治、新農(nóng)村建設(shè)、旅游資源開發(fā)、景觀建設(shè)相結(jié)合。

3.7 企業(yè)文化建設(shè)

綠色礦山建設(shè)對礦山企業(yè)提出了新的要求，如完善企業(yè)制度、豐富企業(yè)文化、加強(qiáng)人才隊(duì)伍的培養(yǎng)與建設(shè)、提高員工歸屬感、營造和諧的工作氛圍。具體建設(shè)內(nèi)容：

（1）關(guān)心員工制度。主要包括：①建立獨(dú)立的工會(huì)。②員工身體狀態(tài)不佳時(shí)，避免繼續(xù)從事如行車、裝載等作業(yè)。③建立員工友好互助環(huán)境。④健立員工獎(jiǎng)勵(lì)激勵(lì)機(jī)制。⑤組織定期的身體健康檢查。⑥落實(shí)員工帶薪休假制度。

（2）業(yè)務(wù)學(xué)習(xí)制度。主要包括：①定期進(jìn)行崗位培訓(xùn)，學(xué)習(xí)設(shè)備工作原理、適用條件、維護(hù)保養(yǎng)。②工作技能改進(jìn)培訓(xùn)。③業(yè)務(wù)技術(shù)交流。④工作總結(jié)與質(zhì)量剖析。

（3）先進(jìn)技術(shù)培訓(xùn)計(jì)劃。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，大量先進(jìn)電子設(shè)備進(jìn)入人們的日常生活。隨時(shí)保持學(xué)習(xí)狀態(tài)，會(huì)使員工始終保持精力旺盛狀態(tài)，知識始終與時(shí)代同步，提高員工工作、學(xué)習(xí)、生活的幸福指數(shù)。

4 結(jié) 論

采礦工業(yè)是從大自然獲取資源的工業(yè)，對周邊生態(tài)及環(huán)境損害難以避免，綠色礦山建設(shè)是解決采礦與環(huán)境之間矛盾的必然選擇。通過對資源綜合利用、作業(yè)環(huán)境規(guī)范、數(shù)字礦山建設(shè)、地質(zhì)災(zāi)害治理、土地綠色復(fù)墾、社區(qū)和諧工程和企業(yè)文化建設(shè)等方面進(jìn)行綠色礦山建設(shè)，以期取得較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

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