當(dāng)前露天煤礦發(fā)展過程中存在的問題及解決措施

張 洪，陳 毓

（1.中煤科工集團(tuán)沈陽設(shè)計(jì)研究院有限公司，遼寧 沈陽 110015；2.中煤科工集團(tuán)沈陽研究院有限公司，遼寧 撫順 113122）

中國煤礦露天開采歷經(jīng)百年發(fā)展[1]，生產(chǎn)工藝系統(tǒng)不斷創(chuàng)新[2]；露天礦在煤礦開采的占比也逐步增大[3]。露天開采事業(yè)取得巨大成就，進(jìn)入新的發(fā)展階段[4]，但同時(shí)亦須正視露天開采帶來的階段性地質(zhì)環(huán)境、土地占用及復(fù)墾等問題；為此，深入分析問題實(shí)質(zhì)，提出切實(shí)可行的措施，共同推進(jìn)露天事業(yè)進(jìn)一步綠色、科學(xué)、可持續(xù)發(fā)展。

1 露天煤礦發(fā)展所面臨的問題

1.1 環(huán)境問題

1）原始地貌影響。露天開采“開挖式”開采過程中將對原始土地地貌、地表植被、地下含水層、地面水系等帶來階段性的影響。

2）地質(zhì)災(zāi)害影響。在露天開采降段延伸過程中采掘場會逐步形成高陡端幫邊坡，同時(shí)，“開挖式”開采后大氣降水會進(jìn)入露天礦采掘場，造成采掘場端幫巖土的強(qiáng)度下降，導(dǎo)致巖（土）體變形，嚴(yán)重時(shí)直接出現(xiàn)大面積崩塌[5]，出現(xiàn)暴風(fēng)雨等惡劣天氣，采掘場區(qū)域可能出現(xiàn)滑坡[6]，環(huán)山形態(tài)排土場易發(fā)生泥石流地質(zhì)災(zāi)害[7]。

3）水系及道路影響。在露天開采疏干過程中通常帶來露天礦區(qū)周邊地下水位不同程度下降。部分露天礦田境界內(nèi)存在河流、道路等，為了接續(xù)開采，需要對既有的河流或道路進(jìn)行改線：元寶山露天礦接續(xù)開采需對英金河進(jìn)行改線；彌勒露天礦、勝利一號露天礦在采掘場推進(jìn)過程中需對原國道進(jìn)行改線。此外，露天礦建設(shè)初期需要較大面積的外排土場，一定程度上改變了原始地貌的匯水和徑流條件，從而對周圍居民的日常生活造成影響[8]。

4）大氣影響。露天開采的穿爆、采運(yùn)排、破儲等環(huán)節(jié)會產(chǎn)生粉塵，在一定氣象及不良的自然通風(fēng)方式條件下，甚至可使局部污染擴(kuò)散至全礦，對大氣造成了一定污染，對職工、附近居民及農(nóng)作物的生長產(chǎn)生危害[9]。

國內(nèi)大部分露天礦在環(huán)境保護(hù)、土地復(fù)墾等多方面已取得一定效果，但露天開采實(shí)際生產(chǎn)過程中的“穿、采、運(yùn)、排、復(fù)”等環(huán)節(jié)一定程度上污染環(huán)境，生態(tài)治理投入資金大總體目標(biāo)見效慢，因此，在一定程度上限制了生態(tài)環(huán)境改善的進(jìn)程。

1.2 土地征用與復(fù)墾

露天礦建設(shè)初期需要占用土地作為采場、排土場及工業(yè)場地用地。近幾年，國內(nèi)許多露天礦都存在不同程度的征地滯后問題。礦山取得建設(shè)用地周期長、批準(zhǔn)困難，一定程度上成為露天礦持續(xù)穩(wěn)產(chǎn)的“卡脖子”問題。另外，恢復(fù)后的排土場的外部形態(tài)不能與原始地面相“融合”。

1.3 超能力生產(chǎn)造成礦區(qū)可持續(xù)發(fā)展困難

露天開采具有安全、高效、資源回收率高、開發(fā)成本低、擴(kuò)容能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，一些礦區(qū)嚴(yán)重脫離礦田本身科學(xué)產(chǎn)能，盲目追求核增產(chǎn)量，造成采掘失調(diào)、露天礦剩余服務(wù)年限嚴(yán)重不足，并給露天礦的安全生產(chǎn)帶來巨大的隱患。與此同時(shí)，超能力生產(chǎn)往往會造成生態(tài)環(huán)境破壞，影響當(dāng)?shù)貐^(qū)域的可持續(xù)發(fā)展能力。

1.4 露天礦開發(fā)與規(guī)劃矛盾

礦業(yè)權(quán)設(shè)置方案以礦區(qū)總體規(guī)劃為依據(jù)編制，并堅(jiān)持“擬設(shè)礦業(yè)權(quán)的區(qū)塊范圍（原則上只設(shè)置1 個(gè)開發(fā)主體）的原則，而規(guī)劃資源卻被強(qiáng)行劃分為多個(gè)開發(fā)主體。此外，礦區(qū)內(nèi)各礦田以地表界限為分界線，如相鄰2 個(gè)開發(fā)主體間不能較好地進(jìn)行協(xié)同開采，勢必帶來端幫壓覆資源的損失和浪費(fèi)。另外，隨著煤礦持續(xù)開發(fā)勘探，新的地質(zhì)構(gòu)造及地表河道、公共設(shè)施、國道等設(shè)施出現(xiàn)，同一開發(fā)主體管理下的相鄰煤礦不能在資源開發(fā)上進(jìn)行自主優(yōu)化，不僅影響企業(yè)效益，也會導(dǎo)致環(huán)境、安全等問題的出現(xiàn)。

1.5 露天和井工聯(lián)采方式

露天、井工聯(lián)合開采或露天開采終了再轉(zhuǎn)井工開采的方式在國外應(yīng)用已比較廣泛，而國內(nèi)此方面的工程實(shí)例和相關(guān)研究較少。露井聯(lián)合開采條件下，在開采過程中受采動影響，二者間會相互產(chǎn)生干擾，帶來安全隱患問題。

1.6 露天礦閉坑階段相關(guān)規(guī)范不健全

目前綠色礦山建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)不夠完善，比如節(jié)能減排、土地利用、整合使用情況等[10]?，F(xiàn)行的礦山地質(zhì)環(huán)境保護(hù)和土地復(fù)墾方案的編制周期為5 年，不利于土地復(fù)墾和生態(tài)修復(fù)工程的統(tǒng)籌規(guī)劃，應(yīng)加速露天礦“勘察、設(shè)計(jì)、建設(shè)、運(yùn)營、閉坑”全生命周期規(guī)范的編制和有序?qū)嵤?/p>

2 解決措施

2.1 推動綠色礦山制度建設(shè)

實(shí)施生態(tài)治理與構(gòu)建綠色礦山已成為我國煤炭工業(yè)進(jìn)一步發(fā)展必須面對的重大考驗(yàn)，“露天人”應(yīng)遵循“科學(xué)、綠色、經(jīng)濟(jì)、安全、高效”的開發(fā)原則[11]，加強(qiáng)監(jiān)督監(jiān)管執(zhí)行力，保證相關(guān)制度規(guī)范能切實(shí)得以執(zhí)行。不斷推動綠色礦山的制度化建設(shè)[12]，使保護(hù)環(huán)境理念深入人心。在設(shè)計(jì)、施工過程中，穿孔環(huán)節(jié)一般采用濕式除塵，并向鉆桿上注水；爆破采用水封爆破、破碎環(huán)節(jié)對原物料灑水，破碎站除塵可采用以及破碎站微動力誘導(dǎo)抑塵罩除塵；采裝采用濕式除塵；運(yùn)輸采用灑水、抑塵劑、加裝自動防塵罩；排土霧炮機(jī)等措施有效控制生產(chǎn)環(huán)節(jié)防塵。通過削坡減重，設(shè)置地表水和地下水?dāng)r截、疏導(dǎo)，有效防治崩塌；通過排除地表水、改變滑坡外形，設(shè)置抗滑裝置等有效控制滑坡隱患；并通過鉆井技術(shù)、探地雷達(dá)技術(shù)、常規(guī)測井技術(shù)等研究手段，有效預(yù)防地質(zhì)災(zāi)害。

總之，未來露天礦企業(yè)的發(fā)展必須通過實(shí)施制度約束、監(jiān)督警示、文化保障等多方面措施，推進(jìn)綠色生態(tài)礦山建設(shè)不斷取得新成就，開創(chuàng)礦山經(jīng)濟(jì)效益與生態(tài)效益相結(jié)合的良好局面。

2.2 優(yōu)化土地資源利用方式

露天開采用地與一般建筑用地有所不同，可分為非永久占用和永久占用2 種，其中采場、排土場用地應(yīng)定義為采礦臨時(shí)用地，即為非永久占用土地，因此，可階段性租賃所有權(quán)為國家或集體性質(zhì)的土地，不改變階段性占用土地性質(zhì)（屬于采礦用地），既保障農(nóng)民的利益不受損失，又降低了企業(yè)繳納土地出讓的相關(guān)稅費(fèi)。“采礦臨時(shí)用地”的實(shí)質(zhì)是通過對“臨時(shí)用地”政策的靈活運(yùn)用，以土地抵押形式，代替征收出讓的方式。露天開采用地指標(biāo)的審批建議體現(xiàn)政策上的長遠(yuǎn)一致性，遵循“一次規(guī)劃、同步批準(zhǔn)、總量控制、分階段使用和復(fù)墾修復(fù)”的原則。

2.3 優(yōu)先建設(shè)大型現(xiàn)代化露天礦

結(jié)合國內(nèi)露天煤炭資源的地理位置和資源品質(zhì)，要堅(jiān)持“煤電路綜合開發(fā)、規(guī)模經(jīng)營”的方針，即優(yōu)先發(fā)展煤電、煤電路等一體化項(xiàng)目，以克服內(nèi)蒙古、新疆等地區(qū)煤炭資源發(fā)熱量低、遠(yuǎn)離煤炭消費(fèi)中心的弱點(diǎn)；同時(shí)，在同一煤田或同一礦區(qū)，集中資金、技術(shù)和人才力量，優(yōu)先建設(shè)資源條件較好的露天礦，盡快達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)模。

“十三五”期間我國露天礦建設(shè)采取“改擴(kuò)建和續(xù)建為主、新建為輔”的建設(shè)方針，重點(diǎn)支持“煤電一體化”的露天礦項(xiàng)目建設(shè)，加大新疆、內(nèi)蒙古地區(qū)露天礦的規(guī)劃建設(shè)力度。當(dāng)前，在“雙碳”背景下，“綠色＋智慧礦山”的發(fā)展理念和建設(shè)模式必然得以大力推行，這也是新時(shí)代賦予露天采礦事業(yè)的歷史使命和歷史責(zé)任。

2.4 堅(jiān)持集中化開采與集約化經(jīng)營

依據(jù)礦田的不同賦存條件，應(yīng)充分發(fā)揮各種開采工藝的優(yōu)點(diǎn)，優(yōu)化組建適合的綜合開采工藝。實(shí)行大集團(tuán)經(jīng)營戰(zhàn)略，實(shí)現(xiàn)高度集約化經(jīng)營和創(chuàng)新管理，全面提升企業(yè)的經(jīng)營管理水平，積極探索全球經(jīng)營模式，將資源開發(fā)、產(chǎn)業(yè)布局、人才儲備等向國際延伸，打破現(xiàn)有模式，嘗試建立跨國能源大型企業(yè)，降低市場經(jīng)營風(fēng)險(xiǎn)，提升國際能源市場的話語權(quán)。

2.5 科學(xué)處理露井聯(lián)采的資源及安全問題

露井聯(lián)采作為煤炭資源未來科學(xué)開發(fā)的重要模式，會在未來煤炭工業(yè)的發(fā)展中占據(jù)重要位置，“露天人”必須切實(shí)研究現(xiàn)在存在的問題，聯(lián)合社會、政府力量，充分發(fā)揮露井聯(lián)采的優(yōu)勢。

在露井聯(lián)采區(qū)域內(nèi)，應(yīng)合理規(guī)劃井工礦和露天礦的開采境界，確定露天開采和井工開采的主導(dǎo)和從屬地位，以提高資源回收為原則，將不適宜露天開采的區(qū)域劃入井工礦開采范圍，合理控制井工礦的境界及規(guī)模，提高礦區(qū)煤炭資源總體回收率，延長礦區(qū)的整體服務(wù)年限。適當(dāng)控制井工開采速度與規(guī)模，應(yīng)與露井聯(lián)采的邊界采動影響、可采儲量協(xié)調(diào)，不宜盲目擴(kuò)大井工開采規(guī)模；合理安排井工礦開采順序，待露天礦內(nèi)排后，再開采緊鄰露天礦邊幫的煤炭資源。在進(jìn)行井工開采時(shí)，采用合理的開采技術(shù)與開采程序以降低對露天邊坡的不利影響。

2.6 加強(qiáng)國際間業(yè)務(wù)交流

要通過廣泛的交流，借鑒世界主要采煤國家的經(jīng)驗(yàn)，學(xué)習(xí)國外先進(jìn)的露天礦設(shè)計(jì)建設(shè)理念、新工藝、新技術(shù)；另外，露天礦在經(jīng)營管理方面應(yīng)注重吸收新的理念，推廣信息化技術(shù)，促進(jìn)管理的科學(xué)化，同時(shí)加快編制煤炭工業(yè)露天礦全生命周期（含閉坑）規(guī)范的落地與有序?qū)嵤?/p>

3 結(jié)語

在“雙碳”背景下，我國露天開采事業(yè)面臨重大機(jī)遇和挑戰(zhàn)，“露天人”應(yīng)當(dāng)繼續(xù)深入研究綠色開采理論、生態(tài)重構(gòu)一體化新理論（方法）和技術(shù)；環(huán)保設(shè)備大型化、開采集中化；開采工藝連續(xù)化、綜合化；“煤電一體化”、“路礦一體化”及延長產(chǎn)業(yè)鏈實(shí)現(xiàn)資源綜合利用；“采→復(fù)→農(nóng)→園”四位一體的綠色協(xié)同開發(fā)模式等，共同推進(jìn)我國煤炭露天事業(yè)綠色、科學(xué)、健康及可持續(xù)發(fā)展。