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2019-01-19 IT新闻网 网络整理
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  【1.4 大型深凹露天矿陡坡铁路运输系统】露天矿山进入深凹开采阶段后,采用30‰以下缓坡度铁路运输和缓工作帮开采方式,效率较低。随着开采深度增加,运输线路增长,运输成本急剧上升,已成为制约矿山可持续发展的“瓶颈”。为此,我国在“十五”科技攻关期间,成功开发出大型深凹露天矿陡坡铁路运输系统,在我国首次实现了深凹露天矿陡坡铁路运输开采,有效解决了陡坡铁路爬行、机车牵引力不足、网路安全供电的技术难题,成功打破了大型深凹露天矿陡坡铁路运输的“瓶颈”。该成果应用到攀钢集团朱家包包铁矿,延深铁路运输深度45m,多采铁矿石3000万吨,减少剥采比0.42吨/吨,铁运比提高20.72%,延长矿山服务年限15年,开采成本降低25.33%,直接经济效益7.23亿元。成果推广到本溪钢铁集团公司歪头山露天铁矿,延深铁路运输深度72m,节省投资1.5亿元,采矿成本降低30.43%,直接经济效益5.6亿元。

  【1.5 大型深凹露天矿安全高效开采技术】大型深凹露天矿安全高效开采技术是“十五”科技攻关成果。该成果针对深凹露天矿边坡的稳定性以及生产调度信息化管理方面开展了研究,在国内外首次采用基于现代三维数值模拟与三维极限平衡分析相结合的方法对露天边坡稳定性进行分析优化,为深凹露天矿边坡设计提供了科学的方法;开发出基于GPS定位的实时自动化生产调度系统和管理平台,实现了对生产过程中的人员和设备的定位、跟踪及调度,实现了整个生产系统的全过程控制,并使其始终处于优化和高效运行之中,生产效率大幅度提高。


  【1.6 采场无(微)公害爆破技术】采场无(微)公害爆破技术针对矿山爆破的三大主要公害(爆破尘毒、爆破振动和爆破飞石),自主设计并建立了爆破尘毒收集及测试分析系统,首次研制出新型高效毒气吸收剂,并确定了合理的微尘毒装药结构,实现了矿山爆破无(低)公害化。同时发明出一种水力增压装药结构及合理编排起爆时序和时差、采取缓振软塞垫层的综合减振爆破工艺技术,大大降低了粉尘和爆破振动,并明显改善了爆破效果;首次研制了飞石柔性防护网系统,爆破飞石抛掷距离降低50%,飞石块度可控制在100mm以内,形成了矿山爆破公害控制成套技术。技术整体上处于国际先进水平。

  【1.7 露天转地下开采平稳过渡关键技术】“露天转地下开采平稳过渡关键技术”是国家“十一五”科技攻关课题,该课题针对露天矿何时向地下矿过渡、矿山开拓系统和露天地下产能怎么平稳衔接、在高陡边坡下如何实现地下高效采矿、露天转地下采场如何防突水、如何建立采矿扰动引起的露天边坡滑坡和地下围岩崩塌的预警机制等露天转地下开采过程中采矿与安全的关键技术难点展开了研究,并取得了如下的成果:创建了露天转地下开采界线动态关系函数,发明了露天转地下开采平稳过渡合理时机的确定方法;为保证露天转地下崩落法采矿安全,发明了露天转地下崩落法覆盖层厚度计算公式,首次提出了矿岩复合覆盖层形成工艺技术,攻克了露天转地下崩落采矿法安全技术难题;基于提高露天转地下井下二步骤回采效能,发明了双底部结构及其工艺技术,实现了安全高效采矿;针对露天采场汇水瞬间量大且集中的特点,创造性地提出了建造应急中段防范突水灾害的新思路,发明了应急水仓建设方法,提高了露天转地下开采的防突水灾害能力;在国内首次建立了国内30通道微震监测网系统,构建了露天转地下开采过程安全监控和灾害预警体系,开发出围岩损伤劣化评价和岩体质量软件分析、微震监测数据和三维应力场数据交融、矿山应力场背景的预警预报可视数字化场景、监测数据互联网远程传输与专家会诊和矿井人员定位及应急救援的全新功能,可靠预防了矿山灾害。

  【1.8 特大型露天安全高效开采技术】该课题是国家“十二五”科技攻关课题,针对我国以及我国在海外拥有的特大型露天铁矿山矿床赋存特点,从高效、经济、安全的角度,开发出急倾斜露天矿床剥离洪峰控制动态优化技术、基于经济动态评估和采剥总量均衡的生产规模优化技术、特大露天矿开采多因素干扰下的矿石损失贫化控制自适应技术、特大型露天矿新水平多区段开拓技术,突破了特大型露天矿山高效、低成本开采关键技术难点,建立了特大型露天矿山开采技术经济体系,技术整体处于国际领先水平。

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  露天采矿技术与国外先进水平比较

  我国金属矿山露天采矿技术己取得显著成就,在露天矿陡帮开采、高台阶开采、穿爆技术方面发展迅速并具有一定的技术优势,基本是跟随国际研究趋势,甚至部分技术达到了国际领先。但在露天矿山运输系统、设备大型化、自动化方面已经接近国际先进水平,在数字矿山、开采监控手段现代化以及矿山现代管理等方面差距较大。

  【开采工艺连续化,运输方式多样化、高效化】陡帮开采方面,我国陡帮开采的工作帮坡角在40°左右,而露天采矿技术较先进的美国、加拿大、俄罗斯工作边坡角已达45°左右。和国外一样,我国大部分矿山的间断—连续开采工艺实现了采场内可移动式矿岩破碎—胶带运输;陡坡铁路可使铁路运输延深至露天矿更深的阶段,运输能力提高25%,运输成本降低20%,我国已实现了陡坡铁路限坡45‰~50‰。高台阶采矿方面,我国在南芬铁矿实现了18m的高台阶生产,降低了单位开采成本;在露天开采工艺方面,我国大部分都达到了国际先进水平。

  【开采设备大型化】钻机方面,我国金属露天矿山的穿孔设备包括牙轮钻和潜孔钻,大型矿山主要采用牙轮钻,钻孔直径以250mm、310mm为主,中小型露天矿山主要采用潜孔钻,钻孔直径多数为200mm;国外穿孔设备基本采用牙轮钻,钻孔直径大多为311~381mm、445mm、559mm。铲装方面,国外以电动铲设备占绝对优势(约占48%),但液压电铲的应用在不断扩大(约占26%),斗容以21m3、38m3、43m3为主;国内主要以电铲为主,目前太原重工已研制出WK-75型矿用电铲,斗容达到75m3,为世界最大级别的挖掘机。汽车运输方面,目前国外大型矿山使用的电动轮汽车,其载质量大多为240吨、320吨、150吨,最大可达到363吨,我国大型露天矿用汽车载质量大多数为120吨、170吨。2015年11月,航天重工自主研制了H吨3363两轴电动轮矿用自卸车,载质量达到363吨,标志着国产露天矿用汽车装备迈入世界先进水平行列。

  【爆破技术】国外露天矿广泛采用大区多排微差爆破技术,以增加每次爆破的矿岩量,减少爆破次数,提高设备利用率,改善爆破质量,这已是一般通用的形式。新型炸药以及爆破器材不断问世对提高爆破精度、改善爆破质量、加强爆破安全等都有重大的影响。

  【生产管理自动化】国外金属露天矿在生产管理自动化、计算机在线控制和设计应用等方面,开发出多款软件平台,如Gemcom公司的surpac、mineshed、whi吨吨le,Micromine公司的micromine、fieldmarshal、gbis等已取得显著成就。这些软件平台可以进行露天矿境界优化、设计,生产进度计划编制,露天矿开发战略性规划,生产模拟分析,评价开拓运输系统与选择装运设备,编制汽车调度系统,实现采装运设备维修计划管理,计划备品配件存储和供应控制,模拟主要生产过程和优化工作参数,进行财务分析等。我国近年来也自主研发了相关软件平台,如中南大学数字矿山研究中心自主研发的dimine软件、北京3DMINE矿业软件公司研发的3Dmine软件,但总体自动化管理程度不高,需要经一步加强。

  【露天转地下开采工艺】国外露天转地下矿山,大多采用露天采场内外联合开拓系统衔接方式,在露天采场深部不设运输系统,统一利用地下巷道运输,共同使用井下破碎站和提升系统,这样减少了露天剥离和地下开采的基建投资,如瑞典基鲁纳矿、芬兰皮哈萨尔米矿;而我国不少露天转地下开采的矿山大多采用的是露天采场外开拓,较少考虑露天与地下开采工艺系统的结合和相互利用问题,造成了地下井巷工程量大,投资高,基建时间长的问题。“十一五”科技攻关期间,国内有许多科研机构针对国内露天转地下开采的技术要求及今后的发展趋势,进行了大量的研究,并取得了重要进展。如中钢集团马鞍山矿山研究院开发出的露天转地下开采平稳过渡技术在河北石人沟、马钢姑山等露天矿山进行了设计研究,取得了很好的应用效果,为国内露天转地下开采的矿山提供了理论依据和实际经验。

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  露天采矿技术发展主要方向

  今后一个时期,露天矿山开采技术发展趋势主要表现在以下几方面。

  【开采工艺向连续化、集约化发展】传统的露天开采是矿岩爆破后,在工作面用铲装设备装载到运输工具(汽车或铁路),然后运输到目的地。几十年来,露天开采技术不断发展,开采装备日趋大型化,国内露天矿山的挖掘设备斗容达到15m3以上,大型运输设备—电动轮汽车载重吨位达到154吨以上,极大提高了矿山产能,但是,随着石油等主要原材料价格的不断上涨和CPI物价指数的高攀,矿山开采成本直线上升;随着露天矿山深凹开采条件日益恶化,矿山运输距离增加,运输效率降低,运输能耗加大,矿场内环境污染加剧等诸多问题制约着我国露天开采技术的发展。因此,需要从露天采矿工艺源头探寻新型采矿技术方法与配套装备,解决矿山高成本、高污染、高能耗问题。大型露天矿集约化、连续化开采技术将转变矿山运输理念,摈弃移动式运输工具传统观念,发展露天开采传输式物流新观念,创新露天开采技术理论,实践建立露天采场工作面矿石装载—破碎—输送的集中化开采系统。这将是一个全面提高矿山开采技术水平,实现高效、环保、节能目标的新型露天采矿方法,是未来大型露天矿山技术发展的趋势。

  【装备水平向大型化、智能化发展】回顾采矿历史,露天采矿的发展主要就是通过采矿设备的进步而实现的,在过去的20多年里,采矿设备大型化的趋势十分明显,特别是没有作业空间限制的露天矿设备,工作质量达数百上千吨乃至数千吨的设备种类繁多。采矿装备水平的快速发展,极大地改变了采矿方法和工艺,推动了采矿技术的发展。国外大型露天矿最高年产矿石量已达到4000万吨~5000万吨,普遍采用10m3以上斗容的电铲和载重170吨以上的卡车,最大电铲斗容达到43m3,卡车载重已达240吨,爆破炮孔直径目前已普遍向400~440mm发展,每次爆破规模保持在60万吨~100万吨;台阶高度普遍达到15m以上,个别达到20m。而我国最大的露天矿(单一采场)年产仅为800万吨~1200万吨铁矿石,电铲斗容多数为4~10m3,卡车载重大多在25~75吨。实践证明,应用大型装备实现大规模的矿山生产,必然会给企业带来高的效益。

  【大型极深部露天矿山开采技术将得到发展】目前,我国已有部分露天矿山进入极深部开采阶段,取得了一定经验,也存在一定问题:①进行极深露天开采时,开采成本增加、运距增加,运输条件恶化,生产产量进入衰减期;②露天矿进入极深部开采时为解决高陡边坡稳定性和深层水对边坡影响问题,投资巨大;③对进入极深露天矿开采的矿山,由于采场爆破等有害气体的扩散缓慢,造成开采效率下降和环境污染问题。未来10年内,国内大部分露天矿山都将陆续进入深部、极深部开采阶段,解决好极深部露天矿开采的特殊技术问题,以较小的投资、较短的时间、安全地实现矿山稳产增产,对实现矿山可持续发展具有重要理论价值和实用意义,是我国金属采掘业发展面临的迫切需要解决的综合性技术问题,具有广阔的应用前景。

  【露天数字化矿山技术将改变矿山传统开采技术和工艺,实现矿山作业的自动控制和科学管理自动化】我国露天数字化矿山技术在“十一五”及“十二五”国家科技计划项目的支持下,已取得了一定成就,但总体而言,我国矿山采矿生产的信息化和智能化水平与国外矿业发达国家相比仍然存在巨大差距,我国矿山的技术装备水平、劳动生产效率和安全保障能力远低于国外先进水平,亟需进一步发展自主的智能开采技术与装备,并促进其产业化。其中,包括矿山虚拟现实平台、矿山开采过程智能化管控平台、智能开采软件、矿山生产智能化系统、矿山物联网关键技术、矿山开采过程智能化实时监测与控制技术、智能开采装备及其智能操控技术、智能开采标准体系、采矿环境监测监控技术等。数字化矿山技术将从根本上提高我国矿山的本质安全性,增强我国矿业行业的核心竞争能力,使我国从矿业大国真正走向矿业强国,同时,将有力促进智能矿山仪器与装备这一新兴产业的兴起与发展。

  【重视环境保护的研究和成果的应用,是未来10年建设现代化露天矿山不可缺少的】21世纪是以环境保护为前提的工业发展的新时期。露天矿是一个破坏生态环境的行业,为实现环境友好型的矿山企业发展前景,必须对矿山的开采中和开采后的地质环境进行综合治理,土地复垦。

  据某矿统计,由于大气严重污染而被迫停产时间达10%~12%,即年累计1个月以上。为了改善作业环境,矿山应用了固定式、移动式除尘装置及自动控制系统,以及各种有效的单机抑尘防护措施和综合防尘方法,有效地控制了毒尘危害。我国露天矿的通风防尘,随着深凹露天矿的出现,已经引起重视,露天矿钻机防尘、爆破降尘,路面防尘已取得了良好效果。

  国外一些矿业发达国家十分注重土地复垦技术的研究开发与应用。前苏联列别金采选联合公司露天矿占用最肥沃的黑土地,投产以来已剥离岩石和土10亿m3,破坏的土地超过4000hm2,9个排土场、尾矿库、露天采场、工业场地、水库和其他建筑物总计占地1万hm2,其中55%为可耕地,在国家有关部门指导下,吸收科技力量共同治理,进行复田或种树,投产以来累计复垦面积也达到1万hm2,成绩显著。我国露天矿山排土场是矿山土地复垦的最主要对象。例如:大冶铁矿解放后近40年共采出铁矿石8000万吨,采剥总量达3.9亿吨,同时由于采掘挖损、压占、塌陷废弃共占用土地达1121hm2(16815亩)。经过几年的研究开发和综合治理使硬岩排土场的复垦已成为现实,但速度较慢。可以看出,我国与国外相比还有一定差距,当务之急是如何将国内外已有的先进环保技术与装备工程化,在矿山推广应用,尽快改善矿山环保存在的种种问题。

  【无(低)废开采技术将得到发展】在采矿过程中,矿山不仅获得了所需要的有用物质,同时也产生大量的废弃物和形成灾害,如废石、尾矿在地表的堆置,地表塌陷和边坡破坏等。废石、尾矿堆置在地表,不仅占用大量宝贵的土地,而且产生严重的大气与水体污染,同时也为形成泥石流、滑坡和尾矿坝垮塌事故提供了条件,地表塌陷、边坡滑塌给人们的生命和财产造成了巨大损失。因此,国外近20年来对减废开采技术进行了大量研究。实现无废开采的途径,一是采用产生废弃物少的采矿方法和工艺技术,二是将采矿产生的废弃物再返回到露天坑,即露天矿内排。

  要实现无废采矿,不仅要在观念上充分认识其重要性,而且更要在采矿工程布置、开采工艺技术、集运装备技术等方面进行系统的研究。

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  主要存在问题

  同世界技术先进国家相比,我国金属矿山行业的发展长期面临着资源、能源紧缺和生态环境恶化的多重压力,粗放型经济增长的模式没有发生根本转变。我国是铁矿石资源人均占有量较低的国家,且贫矿多,富矿少,浅部易采铁矿床开采殆尽,大量深部贫铁矿床与复杂难采矿床投入开采。目前,我国露天采矿工艺整体处于国际先进水平,但采矿装备整体技术的适应性同国际先进水平相比还有较大差距,采选一体化节能降耗研究薄弱,致使矿山产能低,经济效益差。因此,加强采矿专业科学基础研究,依靠科技进步提高采矿技术与装备水平,低成本高效率开发利用有限资源,降低铁矿石对外依赖度,成为冶金矿山求生存、谋发展的现实需要和保障我国钢铁行业安全运行亟待解决的重大问题。露天采矿方向重大科学问题和技术难题归结为采矿装备、采矿自动控制及信息管理技术问题:我国大型矿山装备仍以引进、消化吸收再创新为主,新设备的自主研发、大型化与系统集成能力差,产业化制造力量弱。我国露天采矿在凿、爆、转、运整个生产过程自动控制及信息管理方面与发达国家仍有明显的差距

  “明明是用露天开采的方式治理煤田火区,但因为社会对露天开采的偏见,招标方直言不敢叫露天开采,只能称为剥挖灭火。”

  “破坏环境在社会上造成了恶劣影响的小露天煤矿,根本代表不了行业。大部分大型、特大型露天煤矿,其生产技术工艺已达到世界一流,生态环保工作也做得非常出色,却是扛着责任背着黑锅。”

  “露天开采对环境的影响主要是地表及浅层土地,虽然对表土扰动较大,给人的视觉冲击较大,但随采排到位以后,可及时恢复用地。远比矿井充填容易得多,后期恢复治理及生态重构更容易实现。”

  日前,在煤炭工业技术委员会露天开采专家委员会举办的2018年年会暨煤炭露天开采与生态环境专题研讨会上,多位专家学者呼吁,不要一叶障目,应以科学的态度看待煤矿露天开采,并首次提出用扰动系数客观评价采矿对环境的影响。

  露天煤矿在我国占有重要地位

  我国以平朔安太堡、准格尔黑岱沟、平庄元宝山、伊敏等为主的大型、特大型露天煤矿,大部分实现了现代化,具有规模大、工艺设备先进、能效高、绿色开采和生态恢复水平高等特点,已经成为我国煤炭生产的支柱企业,是我国煤炭开采先进生产力的代表,引领行业发展,在国民经济和社会发展中占有重要地位。据业内资深人士初步估算,2017年全国露天煤矿实现工业产值3810亿元,实现利润444亿元,为国家缴纳增值税款110 亿元,创造就业岗位约9.7万个。

  回顾煤炭行业发展历史,很多地方是先有露天煤矿才有了后来的城市。“露天煤矿造就了平朔、准格尔等地区,壮大了阜新、抚顺、锡林浩特、鄂尔多斯等城市。”中国煤炭工业协会副会长田会表示,从历史的角度来看,没有阜新海州露天煤矿、抚顺西露天煤矿就没有阜新市和抚顺市当时的国家工业布局。

  露天开采专家委员会提供的统计数据显示,平朔露天矿区从2000年至今已累计为国家缴纳税款378.4亿元,2017 年实现利润74.4亿元,为国家上缴税费47亿元,不仅实现了国有资产保值增值,同时还带动了地方经济的发展。比如,准格尔矿区黑岱沟和哈尔乌素两大露天煤矿,截至2017年年底,累计生产商品煤6.25亿吨,累计为国家缴纳税款371.8亿元,累计实现利润416.5亿元,提供就业岗位1.4万个,为国家和地区的经济发展做出了重大贡献。

  露天煤矿的开发不仅支撑了国民经济的发展,也带动了区域经济的发展,推动了城市化进程,加速了区域基础设施建设,为当地提供了大量的就业机会。

  在当前及未来相当长的时间里,煤炭作为我国能够做到自给自足的最主要能源,露天煤矿企业直接关系到国家能源安全。2017年至2018年度冬季燃煤短缺,有的地方政府已经给一些大型露天煤矿下了死命令,必须保障东北三省采暖供煤,保障供热质量和安全,并且要求提升到政治任务的高度来完成。

  以科学的态度看待露天开采

  “露天开采具有四大优势,即开采规模大、开采效率高、回采率高、安全性高。”中国煤炭工业协会技术管理部副主任吴建华表示,我国大约有7000多个煤矿,露天煤矿大约占5%,即300多个,其中大型露天矿(千万吨以上的)占10%,正规的露天煤矿100万吨以下的很少,其规模远远高于正在消灭的9万吨煤矿。相比以个位或两位数计算开采效率的井工矿,露天煤矿的开采效率最低是两位数,好一点都是三位数。有统计数据显示,井工矿回采率能达到50%就已经很不错了,好的能达到55%,但是露天矿能达到80%以上。而且,露天矿很少有人员伤亡事故。

  煤炭信息研究院战略规划研究所所长刘宪权也表达了相同的观点,露天采矿具有生产能力大、建设工期短、吨煤投资低、资源回收率高、劳动条件好、有利于安全生产等优势。露天开采是国外煤炭开采的首选。我国最新发布的《煤矿安全生产“十三五”规划》也明确提出要积极发展大型露天煤矿。

  尽管露天开采具有明显的优势被行业所公认,但社会对露天开采的质疑从未间断,甚至包括一些业内人士,特别是随着人们生态环境保护意识的不断增强,其中代表性的案例是某地150多个露天小煤矿,挖得乱七八糟,好像“老鼠打洞”,极大地破坏了原始地貌,被媒体曝光后产生了极为恶劣的社会影响。

  “这些小露天煤矿既不合规更不合法,根本代表不了整个煤炭露天开采行业,甚至无机构也无法统计其产能。作为露天开采主体的大型露天煤矿,大部分实现了现代化绿色开采,严格恢复治理,实施复垦绿化后的土地甚至比原来的生态环境更优更好,同时积极履行社会责任。但由于一些露天煤矿在社会上造成的恶劣影响,给整个露天开采行业贴上了破坏环境的标签。”一位大型露天煤矿负责人气愤地表示,“我们是扛着责任,背着黑锅。”

  此言论立刻引起大型露天煤矿负责人的共鸣,虽然国内众多大型、特大型露天煤矿的开采工艺、环境恢复治理等技术水平均已达到世界一流,特别是环境恢复治理工作,有的把原来的不毛之地变成了茵茵牧场,并把牧场交给当地经营,极大地改善了当地老百姓生活。但是按照现有政策,尽管开采后的土地经恢复治理可转成农业用地,由于目前尚无恢复治理后土地转为农业用地的相关规定和政策,因此,矿区并不能以恢复治理后转成的农业用地获得新的采矿用地,这意味着原来申请的采矿用地指标只能一直减少,直至为零。目前已经有两大露天煤矿因为没有采矿用地指标停产,各大露天煤矿都面临着征地的难题,虽然呼吁多年但一直没有得到解决,但是在保障冬季供暖期间,有的地方政府不再提是否有采矿用地指标等手续,更多的是要求保障冬季供暖燃煤,然而一过了供暖季,回过头来又质问怎么还没办下来采矿用地指标。

  虽然在我国社会对露天开采反映强烈,但在发达国家则完全不同。“早在1995年,德国、澳大利亚、印度、美国、俄罗斯和南非6国的露天煤炭产量就超过井工煤炭产量,如今,世界各国采煤均以露天开采方式为主,美国、澳大利亚、俄罗斯等露天采煤比例基本上都在50%以上,部分国家达到90%以上。随着科学技术水平不断提高,露天采煤量在煤炭总产量中的比重不断增大、单矿规模不断提高。”

  一些业内人士指出,露天开采对环境的扰动是显性的,显性的容易实施人工干预;井工开采对环境的扰动是隐性的,隐性的不容易实施人工干预。

  一些专家指出,过去煤炭行业的设计目标是保障煤炭供应,保障经济发展,注重产煤量,忽视了规划设计中的生态环境因素,没有将生态环境问题纳入前期总体规划。现在生态环境因素已经成为煤矿设计的重要篇章,以中煤科工集团沈阳设计研究院有限公司为代表的老牌资深设计院甚至正在考虑把绿色矿山建设标准纳入露天煤矿工程设计规范当中。

  “我们坚决拥护国家的生态保护政策,也严苛地执行恢复治理标准,甚至我们所做的已经远远高于国家相关部门制定的标准,作为国企、央企承担社会责任责无旁贷,我们一直也是这样做的,但请以科学的态度看待露天开采,能否给我们这些严格执行国家政策的合法合规的企业找到一条出路?”一些大型露天煤矿企业负责人如是说。

  露天开采是治理煤田火区最直接法

  “煤层浅部露头一般容易自燃,造成资源浪费且污染环境,必须用露天开采将浅部先行采掉,并将采空区内排封死,深部再用井工开采,就是这种必须采用的露天开采治理煤田火区的方式,也因为社会对露天开采的偏见,连招标方都直言不敢叫露天开采,只能称为开挖灭火。”一位煤矿设计院的负责人无奈地说。

  当煤层在地下满足燃烧条件后会自燃,形成大范围的地下火区。位于内蒙古乌海市境内的乌达煤矿从1961年起就开始自燃,一直没有得到彻底治理,煤田自燃长达50年之久。如果不采取措施,有的地下煤火甚至可以缓慢燃烧数百年,还有一些潜在自燃危险的地区都被称为“煤田火区”。

  煤田火区治理是一个世界性难题,除了探测难、扑灭难之外,还有人居、环境等连带问题。统计数据显示,我国煤田火区主要分布在新疆、宁夏、青海和内蒙古等地区。据估算,其中的3个自治区潜在燃烧面积多达1000多平方千米,每年破坏的煤炭资源多达数亿吨。其造成的危害不仅消耗了大量宝贵的煤炭资源,还带来了严重的环境污染。仅鄂尔多斯地区每年燃烧煤炭资源达1300多万吨,直接经济损失26亿多元,同时排放大量二氧化碳、二氧化硫等温室气体与有害气体,呛人的煤烟和蒸汽不断漂浮,严重污染空气。地表和周围土地大范围内因温度极高导致生物灭绝,同时消耗大量的地下水,对地下结构产生很大的影响,地面出现裂缝和塌陷、道路村庄被毁,火区群众生命财产安全受到威胁,也给周围的煤矿生产带来重大安全隐患,因此成为一大灾难。

  露天开采是治理煤田火区直接有效的方法,挖开火区覆盖的土层和岩层,直接把火源挖出来扑灭,灭火后适合露天开采的,直接转入露天开采,又能避免再次发生自燃。据不完全统计,采用露天开采的方式,内蒙古在全区范围内存在煤田火区的11个盟市实施了灭火工程。截至2013年,该项工程抢救煤炭资源5300多万吨,减少二氧化碳排放8300多万吨,减少二氧化硫排放72万多吨,同步复垦绿化土地面积2100万平方米,再造农牧业和工业用地30000多亩。

  首次提出用扰动系数评价对环境的影响

  社会对露天开采的质疑主要是对环境扰动的担忧。“很多大型露天煤矿的生态恢复治理工作做得非常出色,已经成为业界典范。这固然是一件好事,但同时也提高了行业恢复治理的标准和难度,很多领导考察过大型露天煤矿之后,要求其他露天矿以此为样本看齐。”一位中型露天煤矿企业的负责人诉苦,“我们开采的地方是戈壁滩、‘鸡爪子地’,也被要求像大型露天煤矿典范那样治理成风景如画。戈壁滩本来就是缺水地区,怎么可能治理成那样?如果真治理成那样需要天量资金支撑,一旦企业效益下滑,没有资金支持,先前栽种再好的植被最后还是枯死。我们应该坚持生态环保的理念,但在具体做法上应该根据具体情况,因地制宜,坚持实事求是的科学发展观。”中国煤炭工业协会副会长、国家勘察设计大师田会提出,将矿山的生态环境治理划分为恢复治理和生态环境重构,恢复治理是指恢复生态原貌,生态环境重构则更高一级,意指治理后的生态环境优于原来的生态环境。“山西汾阳市:基本农田被“沦为中铝西武堡铝矿露天开采的祭品针对矿田开发对环境的扰动,田会首次提出用扰动系数评价开发对环境的影响,扰动系数等于采场加上排土场的面积除以采出的原煤数量,即产出一吨煤扰动了多大面积的土地。该系数可以很好地应用于矿田开发中矿业权设置、矿区规划、露天矿设计及施工建设、生产过程的生态环境控制。“由于历史原因,同一个煤田设置了多个矿业权,矿权之间有安全距离,而且重复建设排土场,导致整个煤田总体采煤量减少,但占用土地面积增加,对扰动系数影响最大,生产技术工艺对扰动系数的影响只是小数点后几位。”他建议,同一个矿田里尽可能少地划分矿业权针对生产过程对环境影响的进一步评价,他提出,应以矿田区域地质地貌原始状态的数据作为背景值,其中包括土地、水、空气、生物多样性等。之所以称为背景值,这是反映了生态环境的原貌,也是实施生态环境保护的底限标准。矿山开采后进行恢复治理,现状值对比背景值,如果等于背景值,即是恢复原貌,如果高于背景值,则是优于原来的生态环境,西汾阳市:基本农田被“沦为中铝西武堡铝矿露天开采的祭品西武堡村位于吕梁汾阳市石庄镇的一个半山坡上,是个不足800人的村庄,人均耕地面积反之是破坏生态环境。我国幅员辽阔,矿山地质环境复杂多样,国家有关部门应该摸清各个区域的背景值,相当于确定各个区域生态环境保护的零点坐标,避免“戈壁滩上的矿山恢复治理被要求绿化率”的误伤“过去煤炭行业的设计目标是保障煤炭供应,保障经济发展,注重产煤量,忽略了规划设计中的生态环境重构因素,没有将煤炭开采纳入更大的规划。”田会表示,新时代要正确处理露天开采与生态环境的关系,最终“生态红线”的划定不能以牺牲“国家安全底线”和“人民生存发展底线”为代价,应同时编制区域生态规划、矿业权规划、矿区开发规划、露天开采规划。大矿田、大矿区、大规模、大设备、大转化、多股权将是露天矿山实现绿色、安全、高效发展的必由之路。