加拿大露天煤礦開(kāi)采與生態(tài)環(huán)境保護(hù)研究

倪 坤，劉 闖，張瀟卓

(應(yīng)急管理部信息研究院，北京市朝陽(yáng)區(qū)，100029)

加拿大煤炭資源總量位列世界第16位，是國(guó)際煤炭市場(chǎng)第四大煉焦煤出口國(guó)，大部分煤炭資源適合露天開(kāi)采，99%以上的煤炭產(chǎn)量來(lái)自露天開(kāi)采。該國(guó)煤炭總產(chǎn)量在過(guò)去的51年里經(jīng)歷了上升、穩(wěn)定和下降階段，但露天煤炭開(kāi)采占比在2000年后始終穩(wěn)定在99%以上；露天煤炭開(kāi)采工藝以單斗卡車(chē)和吊斗鏟倒堆為主，開(kāi)采裝備大型化且來(lái)自國(guó)外頂級(jí)采礦裝備制造公司；加拿大聯(lián)邦政府從國(guó)家層面提出“綠色采礦倡議”和“清潔增長(zhǎng)計(jì)劃”等，各省/領(lǐng)地政府負(fù)責(zé)制定和執(zhí)行生態(tài)環(huán)境保護(hù)法律法規(guī)，省/領(lǐng)地有關(guān)部門(mén)負(fù)責(zé)露天煤礦項(xiàng)目環(huán)境評(píng)估，露天煤礦生態(tài)環(huán)境保護(hù)的原則是不能低于原有生態(tài)水平，露天煤礦通過(guò)生態(tài)環(huán)境治理改善了礦區(qū)原有的生態(tài)環(huán)境。研究加拿大露天煤炭資源開(kāi)發(fā)模式、開(kāi)采工藝選擇、裝備發(fā)展、生態(tài)環(huán)境保護(hù)等方面的經(jīng)驗(yàn)，可以對(duì)我國(guó)露天煤礦發(fā)展提供一定的參考和借鑒。

1 加拿大煤炭資源儲(chǔ)量及分布特點(diǎn)

1.1 煤炭資源總體情況

加拿大含煤地層大多是中生代白堊紀(jì)，含煤地區(qū)的地貌分為3種：西部為山區(qū)，一般地質(zhì)條件變化較大、斷層較多，但埋藏淺、煤質(zhì)好，主要煤種為煙煤；中部為丘陵地帶，地質(zhì)條件變化較小，煤質(zhì)稍差，主要煤種為次煙煤；東部為平原區(qū)，賦存比較穩(wěn)定，埋藏較深，主要煤種為褐煤。目前加拿大可查在產(chǎn)煤礦以露天煤礦為主。

加拿大煤炭資源豐富，全國(guó)各地都有分布，主要集中在西部地區(qū)。2021年，加拿大煤炭資源探明儲(chǔ)量65.82億t，約占全球煤炭?jī)?chǔ)量的1%，排全球第16位。不列顛哥倫比亞省、阿爾伯塔省和薩斯喀徹溫省煤炭資源占加拿大全國(guó)的95%以上；其他省份資源量較少或勘探程度不足，如新斯科舍省、新不倫瑞克省和育空領(lǐng)地[1]。

1.2 主要煤田資源及煤質(zhì)

加拿大主要煤田是西部的阿爾伯塔煤田、中部和大平原區(qū)的薩斯喀徹溫煤田、濱海的錫德尼煤田等。

(1)阿爾伯塔煤田。阿爾伯塔煤田煤炭資源量約1 340億t，占全國(guó)煤炭資源量的50%以上，約占全國(guó)硬煤資源量的90%。阿爾伯塔煤田于1793年被發(fā)現(xiàn)，分布在阿爾伯塔省南半部、不列顛哥倫比亞省東北部和東南部，地處偏僻，遠(yuǎn)離東部工業(yè)區(qū)。目前該煤田年產(chǎn)量在500萬(wàn)t以上，主要煤種為煉焦煤，大部分供應(yīng)出口[1-3]。

(2)薩斯喀徹溫煤田。薩斯喀徹溫煤田資源量為1 100億～1 200億t。該煤田分布在大平原南部，面積約6 000 km2。該煤田煤種為褐煤，煤田內(nèi)有8個(gè)可采煤層，厚度2.4～4.8 m[1-3]。

(3)錫德尼煤田。錫德尼煤田資源量約27億t，是新斯科舍省主要開(kāi)采煤田之一，煤田被淺海沉積物分為4個(gè)含煤區(qū)：莫里印、格拉斯貝伊、林根-維克托里亞和錫德尼含煤區(qū)。該煤田煤種為煙煤，約有40個(gè)煤層，其中10～12煤層具有1～2 m的可采厚度[1-3]。

2 加拿大露天煤礦煤炭開(kāi)采發(fā)展現(xiàn)狀

2.1 近51年露天煤礦煤炭產(chǎn)量由增長(zhǎng)到下降

加拿大煤炭生產(chǎn)以露天開(kāi)采為主，近51年露天煤礦產(chǎn)量經(jīng)歷了上升、基本穩(wěn)定、下降3個(gè)階段，露天煤礦產(chǎn)量占比不斷增長(zhǎng)到99%以上后一直保持比較穩(wěn)定的狀態(tài)。

(1)1971-1999年。這段時(shí)期，加拿大煤炭總產(chǎn)量在露天煤礦生產(chǎn)規(guī)模迅速擴(kuò)大的帶動(dòng)下增長(zhǎng)了3.3倍，而露天煤礦煤炭產(chǎn)量則增加了4.1倍，占比提高了13.8個(gè)百分點(diǎn)、達(dá)到97.8%，其中1997-1999年的3年間，加拿大露天煤礦煤炭產(chǎn)量均在7 000萬(wàn)t/a以上，露天煤礦煤炭產(chǎn)量占比增加了3個(gè)百分點(diǎn)。

(2)2000-2018年。這段時(shí)期，加拿大煤炭總產(chǎn)量和露天煤礦產(chǎn)量規(guī)模處于基本穩(wěn)定階段，煤炭總產(chǎn)量和露天煤礦煤炭產(chǎn)量基本穩(wěn)定在6 000萬(wàn)～7 000萬(wàn)t/a 之間、露天煤礦煤炭產(chǎn)量占比在99%以上。2003年，受煤炭退出政策、國(guó)內(nèi)動(dòng)力煤需求下滑影響，煤炭產(chǎn)量達(dá)到階段性低谷，此后因出口擴(kuò)大和煉焦煤產(chǎn)量增加，煤炭產(chǎn)量略有回升[4]。

(3)2019年至今。2019年起，加拿大煤炭總產(chǎn)量和露天煤礦煤炭產(chǎn)量均進(jìn)入下降階段，降低到6 000萬(wàn)t/a以下，主要是受傳統(tǒng)燃煤電力退出政策的影響，而露天煤礦煤炭產(chǎn)量的占比依然保持在99%以上。1971—2021年加拿大煤炭產(chǎn)量和露天煤礦生產(chǎn)情況如圖1所示。

圖1 1971-2021年加拿大煤炭產(chǎn)量和露天煤礦生產(chǎn)情況

對(duì)應(yīng)煤炭資源的賦存地區(qū)，加拿大煤炭產(chǎn)量主要集中在不列顛哥倫比亞、阿爾伯塔和薩斯克徹溫3個(gè)省，2021年這3個(gè)省的煤炭產(chǎn)量占比分別為62%、21%和17%。

2.2 大型露天煤礦在生產(chǎn)結(jié)構(gòu)中占優(yōu)勢(shì)

加拿大大型露天煤礦煤炭產(chǎn)量在生產(chǎn)結(jié)構(gòu)中占有絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。2021年，加拿大有生產(chǎn)煤礦24處，其中露天煤礦22處。其中年產(chǎn)量≥400萬(wàn)t/a的露天煤礦煤炭產(chǎn)量占比88.91%，數(shù)量占比僅為36.3%；年產(chǎn)量<400萬(wàn)t/a的露天煤礦煤炭產(chǎn)量占比11.09%，數(shù)量占比為63.7%。年產(chǎn)量≥800萬(wàn)t/a的2處露天煤礦煤炭產(chǎn)量占比已達(dá)1/3，年產(chǎn)量≥500萬(wàn)t的3處露天煤礦煤炭產(chǎn)量占比達(dá)到近45%，如圖2所示。

圖2 2021年加拿大各類(lèi)露天煤礦分布情況

2.3 露天煤礦生產(chǎn)效率總體上升

近35年加拿大生產(chǎn)效率總體呈現(xiàn)上升趨勢(shì)、從業(yè)人員數(shù)量總體呈現(xiàn)減少態(tài)勢(shì)。根據(jù)加拿大自然資源部和加拿大統(tǒng)計(jì)局資料，1985-2021年加拿大煤炭開(kāi)采生產(chǎn)效率提高58.9%，經(jīng)歷了由低到高、逐漸穩(wěn)定的變化過(guò)程；從業(yè)人員減少了近37.7%，經(jīng)歷了由多到少、逐漸穩(wěn)定的變化過(guò)程；生產(chǎn)效率由1985年的約5 500 t/工提高到2004年的約15 000 t/工，然后在2015-2021年逐漸穩(wěn)定在8 000～10 000 t/工之間；從業(yè)人員由1985年的約11 100人減少到2004年的約4 500人，然后在2015-2021年逐漸穩(wěn)定在6 000～7 000人之間。1985-2021年煤礦生產(chǎn)效率和從業(yè)人員數(shù)量變化如圖3所示。

圖3 1985-2021年煤礦生產(chǎn)效率和從業(yè)人員數(shù)量

3 加拿大露天煤礦開(kāi)采工藝和技術(shù)裝備特點(diǎn)

3.1 露天煤礦開(kāi)采工藝和裝備先進(jìn)

3.1.1 開(kāi)采工藝以單斗卡車(chē)和吊斗鏟倒堆為主

加拿大煤炭資源賦存條件較好，露天煤礦開(kāi)采工藝先進(jìn)，適合露天開(kāi)采的煤炭資源主要分為兩類(lèi)，分別是賦存條件較為復(fù)雜的優(yōu)質(zhì)煙煤和賦存條件相對(duì)簡(jiǎn)單的次煙煤和褐煤。煙煤資源主要位于不列顛哥倫比亞和阿爾伯塔2省，大多采用單斗-卡車(chē)開(kāi)采工藝和吊斗鏟倒堆工藝，多臺(tái)階工作面同時(shí)開(kāi)采多個(gè)煤層。對(duì)于表土和非固結(jié)性覆蓋層的剝離使用吊斗鏟、前裝機(jī)、液壓鏟和推土機(jī)完成，保存剝離的表土以便復(fù)墾時(shí)使用；對(duì)于固結(jié)性堅(jiān)硬覆蓋層先采用履帶式鉆車(chē)打眼放炮，然后使用液壓挖掘機(jī)、前裝機(jī)進(jìn)行采裝，裝入150、180 t自卸式卡車(chē)。次煙煤和褐煤主要位于薩斯克徹溫省，主要采用吊斗鏟倒堆開(kāi)采工藝。

3.1.2 露天煤礦開(kāi)采多使用大型進(jìn)口裝備

加拿大露天煤礦裝備全部依靠進(jìn)口，多數(shù)為卡特彼勒、小松等美國(guó)和日本品牌；裝備水平先進(jìn)，露天煤礦開(kāi)采和運(yùn)輸?shù)戎饕ば蛉繉?shí)現(xiàn)了機(jī)械化、自動(dòng)化，用人少、成本低、效率高。

不列顛哥倫比亞省的福丁河煤礦(Fording River Mine)是加拿大第一大露天煤礦，2021年生產(chǎn)煤炭840萬(wàn)t，主要煤種為煉焦煤。福丁河煤礦隸屬于泰克集團(tuán)，位于不列顛哥倫比亞省東南部的埃爾克河地區(qū)，主要采用吊斗鏟、電鏟和卡車(chē)作業(yè)來(lái)剝離覆蓋層，主要裝備包括4臺(tái)美國(guó)P&H公司的P&H 4100和P&H 2800電鏟、3臺(tái)美國(guó)馬里恩公司的301-M和351-M電鏟、美國(guó)卡特彼勒793C卡車(chē)及日本小松830E和930E卡車(chē)組成的運(yùn)輸車(chē)隊(duì)、1臺(tái)日本日立的EX3500液壓采礦挖掘機(jī)、3臺(tái)美國(guó)久益環(huán)球公司的勒?qǐng)D爾勒(LeTourneau)輪式裝載機(jī)等。

薩斯克徹溫省的埃斯特萬(wàn)煤礦(Estevan Mine)是加拿大第五大露天煤礦，2021年生產(chǎn)煤炭430萬(wàn)t，主要煤種為褐煤。埃斯特萬(wàn)煤礦隸屬于威斯特摩蘭礦業(yè)公司(Westmoreland Mining)，位于薩斯克徹溫省東南部，采用鏟運(yùn)機(jī)剝離表土，吊斗鏟倒堆，裝載機(jī)進(jìn)行煤炭采裝，礦用卡車(chē)運(yùn)輸，推土機(jī)進(jìn)行土地平整，主要裝備包括美國(guó)卡特彼勒公司、馬里恩公司和P&H公司生產(chǎn)的BE2570W、BE1570W、Marion8750、P&H1920、P&H2355等型號(hào)的吊斗鏟、推土機(jī)和礦用卡車(chē)等；在原有煤炭運(yùn)輸車(chē)隊(duì)管理系統(tǒng)(FMS)的基礎(chǔ)上，增加了卡特彼勒公司礦山之星系統(tǒng)(Mine Star)，使單班產(chǎn)量提高10%～40%。

3.2 應(yīng)用全球定位系統(tǒng)提高露天煤礦整體效能

加拿大露天煤礦主要的技術(shù)創(chuàng)新在于測(cè)量、鉆孔、采裝、運(yùn)輸?shù)壬a(chǎn)環(huán)節(jié)推廣使用全球定位系統(tǒng)(GPS)[5-6]。

(1)測(cè)量驗(yàn)收。GPS系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于煤炭?jī)?chǔ)量計(jì)算、運(yùn)輸?shù)缆泛筒蓤?chǎng)定位、排土場(chǎng)臺(tái)階測(cè)繪等領(lǐng)域，替代傳統(tǒng)的全站儀、經(jīng)緯儀等測(cè)量工具，具有精度高、用人少、重量較輕、攜帶方便、容易操作以及不受氣候和地形條件限制的優(yōu)點(diǎn)。

(2)鉆機(jī)定位。GPS系統(tǒng)將提高鉆孔定位精確度，提高爆破效果，降低炸藥單耗，節(jié)約爆破費(fèi)用。同時(shí)減少鉆機(jī)超鉆或欠鉆，提高爆破質(zhì)量。

(3)坡度保持。該系統(tǒng)可以使采裝設(shè)備坡度符合設(shè)計(jì)要求，幫助鏟斗位置與物料采裝作業(yè)相匹配，降低含矸率，改善露天煤礦采場(chǎng)底部形態(tài)。

(4)卡車(chē)定位。礦用卡車(chē)和破碎站、采場(chǎng)、排土場(chǎng)、電鏟、運(yùn)輸?shù)缆返目臻g位置關(guān)系均可以通過(guò)GPS系統(tǒng)進(jìn)行確定，通過(guò)建立基于GPS的卡車(chē)調(diào)度系統(tǒng)，以卡車(chē)排隊(duì)時(shí)間最少、電鏟裝載效率最高、作業(yè)循環(huán)時(shí)間最短為目標(biāo)，做出最優(yōu)設(shè)備調(diào)度決策。

4 加拿大露天煤礦生態(tài)環(huán)境保護(hù)措施及典型案例

加拿大注重礦業(yè)的可持續(xù)與綠色發(fā)展，采礦業(yè)生態(tài)環(huán)境保護(hù)原則是“不能低于原有生態(tài)水平”；聯(lián)邦政府啟動(dòng)“綠色采礦倡議”，鼓勵(lì)礦山企業(yè)開(kāi)展綠色開(kāi)采技術(shù)創(chuàng)新，提升礦山生態(tài)環(huán)境；規(guī)定煤炭生產(chǎn)企業(yè)是環(huán)境保護(hù)主體責(zé)任單位，在開(kāi)采煤炭的同時(shí)，要努力將環(huán)境影響控制在最小程度；煤炭生產(chǎn)企業(yè)在建設(shè)、生產(chǎn)、閉坑、復(fù)墾的各個(gè)階段都必須嚴(yán)格遵守地方政府的生態(tài)環(huán)保法規(guī)要求；生態(tài)環(huán)保要求涵蓋露天煤礦開(kāi)采的全生命周期[7-14]。

4.1 露天煤礦環(huán)境保護(hù)體系完整、法律法規(guī)完善

加拿大露天煤礦環(huán)境監(jiān)管體系完整，包括聯(lián)邦政府機(jī)構(gòu)和省/領(lǐng)地政府兩級(jí)機(jī)構(gòu)，聯(lián)邦政府礦業(yè)部和自然資源部主要負(fù)責(zé)聯(lián)邦層面露天煤礦環(huán)保和復(fù)墾工作的協(xié)調(diào)與推進(jìn)，省/領(lǐng)地政府機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)相關(guān)法律法規(guī)的制定與執(zhí)行。

4.1.1 國(guó)家“綠色采礦倡議”推動(dòng)采礦業(yè)綠色可持續(xù)發(fā)展

在礦業(yè)發(fā)展過(guò)程中，加拿大特別注重礦業(yè)的可持續(xù)與綠色發(fā)展。在礦山環(huán)境治理方面，加拿大自然資源部和采礦創(chuàng)新委員會(huì)于2009年聯(lián)合制定并啟動(dòng)了“綠色采礦倡議”，鼓勵(lì)礦山企業(yè)開(kāi)展綠色開(kāi)采技術(shù)創(chuàng)新，提升礦山生態(tài)環(huán)境；通過(guò)建立“國(guó)家遺棄/廢棄礦山倡議”(NOAMI)機(jī)制，推動(dòng)行業(yè)企業(yè)、各級(jí)政府、非政府組織和當(dāng)?shù)鼐用耖_(kāi)展多方合作，共同推動(dòng)化解采礦活動(dòng)造成的歷史遺留問(wèn)題，降低對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響程度，推進(jìn)社會(huì)向可持續(xù)發(fā)展邁進(jìn)；加拿大礦業(yè)協(xié)會(huì)(MAC)牽頭制定“邁向可持續(xù)的礦業(yè)”(TSM)的指標(biāo)體系，該體系規(guī)定相關(guān)礦山企業(yè)應(yīng)按照承諾履行生態(tài)環(huán)保責(zé)任；加拿大勘探與開(kāi)發(fā)者協(xié)會(huì)制定“卓越的環(huán)境勘探+”(Excellence in Environmental Exploration Plus)框架，優(yōu)異的環(huán)保勘探活動(dòng)，為勘探開(kāi)發(fā)企業(yè)開(kāi)展礦山勘查活動(dòng)提供了履行生態(tài)環(huán)保責(zé)任的框架。

4.1.2 法律法規(guī)要求新建和在產(chǎn)礦山提交環(huán)境恢復(fù)計(jì)劃

加拿大聯(lián)邦政府沒(méi)有專(zhuān)門(mén)的礦業(yè)法，與礦業(yè)活動(dòng)有關(guān)的法律法規(guī)由各省/領(lǐng)地政府負(fù)責(zé)制定和執(zhí)行。地方政府有關(guān)礦業(yè)的法律法規(guī)，一般規(guī)定所有礦山企業(yè)必須提交全生命周期的礦山復(fù)墾計(jì)劃，包含礦山閉坑階段。以不列顛哥倫比亞省為例，其與礦山最密切的法律法規(guī)有《礦業(yè)法》《環(huán)境評(píng)估法》《廢料管理法》和《水管理法》。該省能源、礦山和低碳創(chuàng)新部(EMLI)為省內(nèi)區(qū)域的礦山項(xiàng)目，如礦物和煤炭勘探以及砂礦、砂石、工業(yè)采石場(chǎng)等，制定了各種礦山場(chǎng)地的關(guān)閉和復(fù)墾計(jì)劃的指南，全稱(chēng)是“區(qū)域關(guān)閉和復(fù)墾計(jì)劃指南”，目的主要有3個(gè)方面：一是給礦山經(jīng)營(yíng)者提供申請(qǐng)采礦許可證所需要的關(guān)于采場(chǎng)關(guān)閉和復(fù)墾計(jì)劃的信息；二是與信息要求一致的省級(jí)監(jiān)管機(jī)構(gòu)框架；三是確保關(guān)閉和復(fù)墾計(jì)劃在礦山勘探和開(kāi)發(fā)的全過(guò)程得到實(shí)施等。不列顛哥倫比亞省能源、礦山和低碳創(chuàng)新部(EMLI)下設(shè)6個(gè)區(qū)域辦公室，負(fù)責(zé)根據(jù)所轄區(qū)域礦山企業(yè)提交的礦山復(fù)墾計(jì)劃和年度復(fù)墾報(bào)告對(duì)其日常的生態(tài)環(huán)境保護(hù)工作進(jìn)行監(jiān)督檢查。

4.1.3 國(guó)家遺棄/廢棄礦山工作機(jī)制推動(dòng)廢棄礦山恢復(fù)

為解決現(xiàn)存無(wú)主廢棄礦山的管理問(wèn)題，加拿大聯(lián)邦政府與地方政府于2002年建立了NOAMI機(jī)制，主要是采用行業(yè)企業(yè)、各級(jí)政府、非政府組織和當(dāng)?shù)鼐用竦乳_(kāi)展多方合作的模式。該機(jī)制主要通過(guò)研究分析加拿大遺棄/廢棄礦山相關(guān)法律、政策和計(jì)劃框架等提出相關(guān)的改進(jìn)建議，不直接資助或開(kāi)展遺棄/廢棄礦業(yè)場(chǎng)地清理和修復(fù)工作；同時(shí)，還通過(guò)舉辦論壇，為各方提供有效的交流平臺(tái)，共同探討面臨的障礙及補(bǔ)救措施。加拿大遺棄/廢棄礦山的協(xié)同管理機(jī)制如圖4所示。

圖4 遺棄/廢棄礦山的協(xié)同管理機(jī)制

在加拿大，各省/領(lǐng)地政府負(fù)責(zé)本地區(qū)遺棄/廢棄礦山的管理工作，北方領(lǐng)地的廢棄礦山由聯(lián)邦政府管理。NOAMI機(jī)制是聯(lián)邦政府和各省/領(lǐng)地政府協(xié)調(diào)開(kāi)展全國(guó)廢棄礦山管理工作的主要依據(jù)。

4.2 露天煤礦環(huán)境保護(hù)原則明確、生態(tài)恢復(fù)貫穿開(kāi)采活動(dòng)全過(guò)程

加拿大對(duì)露天煤礦生態(tài)環(huán)境保護(hù)提出了明確的原則要求，制定了全流程土地復(fù)墾制度，通過(guò)對(duì)新建、在產(chǎn)、廢棄煤礦的分類(lèi)管理，實(shí)現(xiàn)綠色礦山的發(fā)展目標(biāo)。

4.2.1 不能低于原有生態(tài)水平是露天煤礦環(huán)境保護(hù)的原則

加拿大露天煤礦環(huán)境保護(hù)的總體原則是“不能低于原有的生態(tài)水平”。露天煤礦閉坑后的復(fù)墾并不一定必須恢復(fù)原貌，而是因地制宜，根據(jù)原有的生態(tài)要求和采后的地貌條件進(jìn)行綜合治理。如，部分露天礦山將排土場(chǎng)削坡平整后打造成礦山公園，供當(dāng)?shù)卦芯用窕剡w使用；有的露天大礦坑則建成水庫(kù)或魚(yú)池。

環(huán)境評(píng)估是采礦許可證的必備內(nèi)容。加拿大法律法規(guī)要求，環(huán)境評(píng)估主要包括采礦前、采礦后的植被群落和地形地貌等，還有礦山開(kāi)采后的環(huán)保計(jì)劃和準(zhǔn)備采取的環(huán)保措施。根據(jù)礦山開(kāi)發(fā)規(guī)模和復(fù)雜程度，環(huán)境評(píng)估方式有4類(lèi)：小型礦山項(xiàng)目，主要是篩選礦山環(huán)保計(jì)劃和措施；中型礦山項(xiàng)目，主要由環(huán)境部指定調(diào)解人協(xié)調(diào)；大型礦山項(xiàng)目，必須由聯(lián)邦政府組織綜合審查；特別審查項(xiàng)目，根據(jù)政府機(jī)構(gòu)、公眾要求組建獨(dú)立小組開(kāi)展特別小組審查。

4.2.2 新建和在產(chǎn)礦山需滿(mǎn)足全流程土地復(fù)墾制度要求

加拿大礦區(qū)土地復(fù)墾與生態(tài)恢復(fù)工作貫穿于礦山活動(dòng)的每一個(gè)環(huán)節(jié)，并針對(duì)此建立了一套成熟的全流程礦區(qū)土地復(fù)墾管理制度，成為國(guó)家可持續(xù)發(fā)展的重要組成部分。礦山開(kāi)采前是環(huán)境評(píng)估階段，這個(gè)階段往往要占用礦山企業(yè)幾個(gè)月甚至3～5 a的時(shí)間，主要工作是開(kāi)展生態(tài)環(huán)境狀況調(diào)查研究，為礦山全生命周期復(fù)墾工作提供目標(biāo)參照；礦區(qū)勘查階段，環(huán)境管理部門(mén)要求盡可能地減少勘察活動(dòng)對(duì)生態(tài)環(huán)境的擾動(dòng)；采礦許可證申請(qǐng)階段，政府環(huán)境、資源等有關(guān)主管部門(mén)舉行聽(tīng)證會(huì)，對(duì)礦山企業(yè)提交的礦區(qū)環(huán)境評(píng)估報(bào)告和礦山閉坑復(fù)墾環(huán)境恢復(fù)計(jì)劃進(jìn)行專(zhuān)家論證，礦業(yè)公司必須嚴(yán)格執(zhí)行經(jīng)過(guò)論證的環(huán)境評(píng)估報(bào)告和復(fù)墾計(jì)劃[7-10]。

(1)年度復(fù)墾報(bào)告。該報(bào)告是對(duì)新建和在產(chǎn)礦山企業(yè)日常生態(tài)環(huán)境保護(hù)工作的約束。加拿大各省/領(lǐng)地的礦業(yè)法要求，礦山企業(yè)采礦許可證持有者必須定期向當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境保護(hù)管理部門(mén)提交年度復(fù)墾報(bào)告，對(duì)上一年礦區(qū)開(kāi)展的所有生態(tài)環(huán)境保護(hù)活動(dòng)進(jìn)行總結(jié)，同時(shí)對(duì)未來(lái)5年采礦和復(fù)墾活動(dòng)計(jì)劃進(jìn)行簡(jiǎn)要描述。不列顛哥倫比亞省要求采礦許可證持有者根據(jù)該省的《礦業(yè)法》和《不列顛哥倫比亞省礦山健康、安全和復(fù)墾規(guī)范》對(duì)采礦許可證的規(guī)定，提交年度復(fù)墾報(bào)告，報(bào)告內(nèi)容必須包括礦山開(kāi)發(fā)過(guò)程中地表擾動(dòng)、剝離、儲(chǔ)存、處置以及所有材料的儲(chǔ)存工作概述，與環(huán)境保護(hù)和復(fù)墾計(jì)劃的制定和實(shí)施相關(guān)的活動(dòng)、研究和監(jiān)測(cè)結(jié)果的簡(jiǎn)要記錄等。

(2)礦山土地復(fù)墾保證金制度。該制度是全流程土地復(fù)墾制度的重要組成部分。復(fù)墾需要長(zhǎng)期且費(fèi)用較高的投入，根據(jù)規(guī)定，礦山企業(yè)任何一筆礦產(chǎn)收入都必須提取復(fù)墾保證金[7]；有的省/領(lǐng)地要求保證金可直接交給政府，而有的要求保證金需交給保險(xiǎn)公司或存進(jìn)銀行。礦山企業(yè)為保證計(jì)劃落實(shí)，大多采用現(xiàn)金支付、資產(chǎn)抵押、信用證、債券、法人擔(dān)保等方式進(jìn)行資金儲(chǔ)備。

4.2.3 建立了全國(guó)統(tǒng)一的遺棄/廢棄礦山信息系統(tǒng)

加拿大有礦業(yè)開(kāi)發(fā)活動(dòng)的省/領(lǐng)地都建立有各自的廢棄礦山信息系統(tǒng)，但各省/領(lǐng)地的信息系統(tǒng)在具體細(xì)節(jié)存在較大差別。為便于決策和推進(jìn)廢棄礦山修復(fù)工作的統(tǒng)籌規(guī)劃及可持續(xù)發(fā)展，國(guó)家遺棄/廢棄礦山倡議系統(tǒng)地研究分析了加拿大國(guó)內(nèi)及國(guó)際上的相關(guān)做法，于2009年建立了全國(guó)性的統(tǒng)一遺棄/廢棄礦山信息系統(tǒng)。這一基于網(wǎng)頁(yè)的信息系統(tǒng)借鑒了安大略省遺棄/廢棄礦山信息系統(tǒng)(AMIS)的做法，按照對(duì)公眾和環(huán)境的危害程度將礦山場(chǎng)地劃分為4個(gè)等級(jí)，即A、B、C、D級(jí)，A級(jí)代表最高風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)，D級(jí)為最低風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)。該信息系統(tǒng)包括場(chǎng)地名稱(chēng)、地理位置、場(chǎng)地狀態(tài)、所在轄區(qū)、礦山特征、危害狀態(tài)、危害等級(jí)和類(lèi)型、交通以及地理空間信息等，具體信息由各省/領(lǐng)地提供[7-10]。

4.3 生態(tài)環(huán)境恢復(fù)典型案例

4.3.1 露天煤礦項(xiàng)目環(huán)境評(píng)估時(shí)間長(zhǎng)要求嚴(yán)

2012年6月26日泰克集團(tuán)向其福丁河露天煤礦所在地的哥倫比亞省東北/中部環(huán)境評(píng)估辦公室提交了“泰克集團(tuán)福丁河露天煤礦擬建斯威夫特(Swift)項(xiàng)目”的草案，獲得該環(huán)境評(píng)估辦公室的同意并進(jìn)入該項(xiàng)目的環(huán)境評(píng)估程序，該環(huán)境評(píng)估辦公室對(duì)項(xiàng)目的環(huán)境評(píng)估范圍、程序和方法提出了明確的要求。經(jīng)過(guò)3年3個(gè)月的時(shí)間，2015年9月11日泰克集團(tuán)獲得福丁河運(yùn)營(yíng)斯威夫特項(xiàng)目的環(huán)境評(píng)估(EA)證書(shū)，允許福丁河露天煤礦進(jìn)行擴(kuò)建，在25年內(nèi)生產(chǎn)1.7億t煤炭[15-19]。

環(huán)境評(píng)估流程包括草案提交、正式申請(qǐng)、公示和審核4個(gè)環(huán)節(jié)。根據(jù)不列顛哥倫比亞省《礦業(yè)法》《環(huán)境評(píng)估法》《環(huán)境管理法》的要求，泰克集團(tuán)這個(gè)項(xiàng)目的環(huán)境評(píng)估需要2次公示和審核。首先是遞交環(huán)境評(píng)估申請(qǐng)的草案，經(jīng)由不列顛哥倫比亞省東北/中部環(huán)境評(píng)估辦公室在埃爾克福德進(jìn)行30 d 公示，在此期間礦山企業(yè)必須對(duì)公示期內(nèi)相關(guān)方面提出的問(wèn)題進(jìn)行及時(shí)回復(fù)，公示期結(jié)束后該環(huán)境評(píng)估辦公室需要對(duì)草案內(nèi)容進(jìn)行審核，草案審核通過(guò)之后，礦山企業(yè)泰克集團(tuán)方可遞交環(huán)境評(píng)估的正式申請(qǐng)；然后再由該環(huán)境評(píng)估辦公室在埃爾克福德對(duì)該項(xiàng)目環(huán)境評(píng)估的正式申請(qǐng)進(jìn)行45 d的公示，期間礦山企業(yè)仍需對(duì)各方提出的問(wèn)題進(jìn)行及時(shí)回復(fù)，之后該環(huán)境評(píng)估辦公室仍需對(duì)正式申請(qǐng)的內(nèi)容進(jìn)行嚴(yán)格審核，通過(guò)之后泰克集團(tuán)才能獲得斯威夫特?cái)U(kuò)建項(xiàng)目的環(huán)境評(píng)估證書(shū)。

4.3.2 露天煤礦通過(guò)生態(tài)環(huán)境治理改善了礦區(qū)原有的生態(tài)環(huán)境

格雷格河露天煤礦(Greg River Mine)通過(guò)生態(tài)環(huán)境治理改善了原有礦區(qū)的生態(tài)環(huán)境。格雷格河露天煤礦位于落基山脈東坡的阿爾伯塔省中西部，海拔1 400～2 000 m，土壤很薄且多巖石；1981年開(kāi)始建設(shè)、1983年投入煤炭生產(chǎn)，2000年10月煤炭開(kāi)采作業(yè)活動(dòng)停止，開(kāi)始土地復(fù)墾和生態(tài)修復(fù)工作，復(fù)墾面積1 362 hm2。該礦區(qū)原有氣候環(huán)境嚴(yán)峻，不適合植被生長(zhǎng)，在經(jīng)過(guò)大面積開(kāi)采活動(dòng)的擾動(dòng)之后進(jìn)行了表土復(fù)墾和植被恢復(fù)，引入了完整的生物鏈條，使得當(dāng)?shù)氐拇蠼茄?、灰狼、禿鷹和灰熊等野生動(dòng)物數(shù)量都有明顯增長(zhǎng)。在改善原有地形地貌、提供景觀(guān)資源的同時(shí)，對(duì)生態(tài)環(huán)境的多樣性也起到了一定幫助作用。

煤谷露天煤礦(Coal Valley Mine)經(jīng)過(guò)濕地生態(tài)環(huán)境恢復(fù)建立了生物多樣性的漁類(lèi)棲息地。煤谷露天煤礦位于阿爾伯塔省中西部的丘陵地帶，占地20 660 hm2，原有地貌由湖泊、濕地、連綿起伏的草地和林地組成；1978年開(kāi)始運(yùn)營(yíng)，生產(chǎn)能力300萬(wàn)t/a，2020年6月該礦進(jìn)入維護(hù)階段，2021年8月重新開(kāi)始運(yùn)營(yíng)。該礦占地面積較大，采取邊開(kāi)采邊復(fù)墾模式，經(jīng)過(guò)采集復(fù)墾區(qū)域的樣本數(shù)據(jù)并與原有天然濕地樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)和分析，參照原有濕地的樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行濕地復(fù)墾，使復(fù)墾后濕地的灌木、草地、沼澤等地貌及附近河流聯(lián)通的水系與天然濕地基本一致；1995年濕地生態(tài)環(huán)境恢復(fù)后，該礦開(kāi)始每年都向濕地中投放魚(yú)苗，并允許合法捕撈及游覽參觀(guān)，目前已被開(kāi)墾為成功的魚(yú)類(lèi)棲息地[15-19]。

4.3.3 利用生物技術(shù)和遺棄/廢棄礦山發(fā)展可再生能源

阿爾伯塔省是加拿大煤炭生產(chǎn)大省，面臨著草原煤礦加速關(guān)閉和城市有機(jī)殘留物管理需求不斷增加2個(gè)嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。2019年，在加拿大自然資源部“清潔增長(zhǎng)計(jì)劃”(1項(xiàng)1.55億美元的投資基金，旨在幫助新興清潔技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)一步減少對(duì)空氣、土地和水的影響，同時(shí)提高競(jìng)爭(zhēng)力和創(chuàng)造就業(yè)機(jī)會(huì))、阿爾伯塔省和阿爾伯塔省創(chuàng)新減排公司的支持下，SYLVIS公司(是為城市和工業(yè)有機(jī)和無(wú)機(jī)殘留物的使用、開(kāi)發(fā)和實(shí)施具有環(huán)境可持續(xù)和成本效益方法的公司)為阿爾伯塔省遺棄/廢棄煤礦的土地復(fù)墾提供了1個(gè)獨(dú)特的清潔技術(shù)示范項(xiàng)目——BIOSALIX。該項(xiàng)目結(jié)合生物技術(shù)工藝，將埃德蒙頓城市的固體廢棄物(生物固體)作為添加劑調(diào)整遺棄/廢棄礦山的土壤結(jié)構(gòu)，種植柳條作物，這種作物可被用作可再生能源的生物質(zhì)原料。既為市政的生物固體提供了可持續(xù)管理，也為以采礦為中心的社區(qū)轉(zhuǎn)向清潔可持續(xù)發(fā)展提供了新的前景。

BIOSALEX項(xiàng)目的負(fù)責(zé)人是SYLVIS公司，加拿大自然資源部“清潔增長(zhǎng)計(jì)劃”、阿爾伯塔省創(chuàng)新和減排公司是資金提供方，分別為項(xiàng)目提供了380萬(wàn)、150萬(wàn)美元資金支持；項(xiàng)目合作伙伴是威斯特摩蘭礦業(yè)公司(Westmoreland Mining)、EPCOR水服務(wù)股份有限公司、加拿大自然資源部林業(yè)局和拜爾內(nèi)拉(Bionera)資源公司，威斯特摩蘭礦業(yè)公司提供需要復(fù)墾的土地、項(xiàng)目支持和部分勞動(dòng)力，EPCOR水服務(wù)股份有限公司提供市政固體廢棄物(生物固體)，加拿大自然資源部林業(yè)局提供柳樹(shù)種植和土壤碳的研究和專(zhuān)業(yè)指導(dǎo)，Bionera資源公司負(fù)責(zé)建立柳樹(shù)種植園[15-19]。

5 結(jié)論及展望

加拿大露天煤礦的發(fā)展歷程及其生態(tài)環(huán)境保護(hù)的經(jīng)驗(yàn)做法，為我國(guó)露天煤礦的未來(lái)發(fā)展提供了3個(gè)方面的經(jīng)驗(yàn)啟示。

(1)不斷提高露天煤礦產(chǎn)量所占比重，充分發(fā)揮露天煤礦供應(yīng)保障能力強(qiáng)的作用。加拿大利用煤炭資源賦存條件好、煤質(zhì)優(yōu)良和露天煤礦的開(kāi)發(fā)優(yōu)勢(shì)，使煉焦煤出口對(duì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展起到了重要支撐作用，即使煤炭總產(chǎn)量進(jìn)入萎縮狀態(tài)，露天煤炭開(kāi)采所占比重仍保持在99%以上；而且生產(chǎn)結(jié)構(gòu)以大型露天煤礦為主、生產(chǎn)效率持續(xù)上升。我國(guó)露天煤礦發(fā)展基礎(chǔ)較好，在能源需求迅速增長(zhǎng)的形勢(shì)下，為煤炭產(chǎn)量貢獻(xiàn)了60%以上的增量；但目前我國(guó)露天煤礦產(chǎn)量占比不到1/4，具有較大的提升空間。建議國(guó)家出臺(tái)鼓勵(lì)和支持政策，幫助露天煤礦擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模和提升產(chǎn)量所占比重，發(fā)揮露天煤礦安全保障性好、生產(chǎn)效率高、供應(yīng)能力強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)。

(2)進(jìn)一步加大露天煤礦集中省份生態(tài)環(huán)境保護(hù)工作力度，更好促進(jìn)露天煤礦開(kāi)發(fā)與環(huán)境保護(hù)和諧發(fā)展。加拿大聯(lián)邦政府負(fù)責(zé)建立統(tǒng)一的綠色發(fā)展框架和目標(biāo)，采礦業(yè)開(kāi)發(fā)與生態(tài)環(huán)境保護(hù)法律法規(guī)由各省/領(lǐng)地政府制定和執(zhí)行；礦山企業(yè)生態(tài)環(huán)境保護(hù)的原則是不能低于原有生態(tài)水平；多數(shù)省/領(lǐng)地的法律規(guī)定礦山企業(yè)任何一筆礦產(chǎn)收入都必須提取復(fù)墾保證金，確保復(fù)墾方案得以落實(shí)。不列顛哥倫比亞省形成了一整套全流程土地復(fù)墾制度，使得露天煤礦通過(guò)生態(tài)環(huán)境治理改善了礦區(qū)原有的生態(tài)環(huán)境狀況。20世紀(jì)80年代以來(lái)，我國(guó)陸續(xù)出臺(tái)了《中華人民共和國(guó)環(huán)境保護(hù)法》《中華人民共和國(guó)土地管理法》《土地復(fù)墾條例》《土地復(fù)墾條例實(shí)施辦法》等國(guó)家層面的有關(guān)法律法規(guī)，各省/自治區(qū)也制定了環(huán)境保護(hù)條例，形成了務(wù)實(shí)管用、嚴(yán)格嚴(yán)密的生態(tài)環(huán)境保護(hù)法律體系。但我國(guó)礦區(qū)土地復(fù)墾法律法規(guī)還未出臺(tái)，與礦區(qū)土地復(fù)墾相關(guān)的規(guī)定較為分散，可操作性較弱。建議我國(guó)主要產(chǎn)煤大省因地制宜，對(duì)本省礦山企業(yè)在采前環(huán)境評(píng)價(jià)、采中和采后礦區(qū)土地復(fù)墾等方面提出具體的管理要求和實(shí)施措施，為國(guó)家出臺(tái)專(zhuān)門(mén)的礦區(qū)土地復(fù)墾法做好基礎(chǔ)支撐，促進(jìn)礦區(qū)開(kāi)發(fā)與生態(tài)環(huán)境保護(hù)和諧發(fā)展。

(3)建立各種綠色發(fā)展機(jī)制和資金支持體系，促進(jìn)生態(tài)環(huán)境保護(hù)技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用。加拿大建立了“國(guó)家遺棄/廢棄礦山倡議(NOAMI)”“綠色采礦倡議(GMI)”“清潔增長(zhǎng)計(jì)劃”等一系列綠色發(fā)展機(jī)制，統(tǒng)一協(xié)調(diào)各級(jí)組織、機(jī)構(gòu)、礦山開(kāi)發(fā)企業(yè)和科技創(chuàng)新公司，籌集資金、共同進(jìn)行生態(tài)環(huán)境保護(hù)技術(shù)的開(kāi)發(fā)，幫助礦區(qū)對(duì)復(fù)墾土地進(jìn)行科學(xué)治理；BIOSALEX項(xiàng)目利用生物技術(shù)和遺棄/廢棄礦山發(fā)展可再生能源，加拿大自然資源部、阿爾伯塔省創(chuàng)新和減排公司都為該項(xiàng)目提供了資金支持，既解決了城市固體廢棄物的處理問(wèn)題，又幫助以采礦為中心的社區(qū)轉(zhuǎn)向清潔可持續(xù)發(fā)展提供了新的前景。建議我國(guó)借鑒加拿大的做法，建立一些針對(duì)礦區(qū)綠色發(fā)展的機(jī)制，協(xié)調(diào)相關(guān)各方，積極開(kāi)展礦區(qū)生態(tài)環(huán)境保護(hù)技術(shù)的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用推廣工作，為礦區(qū)的可持續(xù)發(fā)展創(chuàng)造新的機(jī)會(huì)。