以綠色礦業(yè)建設(shè)和礦山生態(tài)修復(fù)推進(jìn)礦業(yè)高質(zhì)量發(fā)展
隨著“雙碳”目標(biāo)的提出，“十四五”時期將是我國經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展全面綠色轉(zhuǎn)型、實現(xiàn)生態(tài)環(huán)境質(zhì)量改善由量變到質(zhì)變的關(guān)鍵時期，也是我國礦業(yè)轉(zhuǎn)型升級、實現(xiàn)綠色高質(zhì)量發(fā)展的重要窗口期。
近日，中國工程院院士、北京科技大學(xué)教授蔡美峰在中國縣域礦業(yè)綠色高質(zhì)量發(fā)展百人論壇暨黃河幾字彎礦區(qū)生態(tài)修復(fù)與治理研討會上表示，要從推進(jìn)綠色礦業(yè)建設(shè)和礦山生態(tài)修復(fù)治理兩方面入手，實現(xiàn)我國礦業(yè)綠色高質(zhì)量發(fā)展。
蔡美峰認(rèn)為，遵循自然生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)規(guī)律，將礦業(yè)開發(fā)和諧地納入自然生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)過程，形成清潔生產(chǎn)、資源高效回收和廢物循環(huán)利用為特征的綠色生態(tài)循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展形態(tài)。尤其是在采礦全過程中，既要實施科學(xué)有序的開采，又要把對礦區(qū)周邊自然和生態(tài)環(huán)境的擾動控制在環(huán)境允許的范圍內(nèi)。采用綠色智能不破壞生態(tài)環(huán)境的采礦方法，實現(xiàn)礦業(yè)生產(chǎn)和環(huán)境保護(hù)的協(xié)調(diào)統(tǒng)一。同時，他表示，實現(xiàn)礦業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，必須采用先進(jìn)可行的技術(shù)和方法，進(jìn)行礦山生態(tài)環(huán)境的修復(fù)和治理。
綠色礦業(yè)建設(shè)必先從綠色開采做起
蔡美峰認(rèn)為，發(fā)展綠色礦業(yè)、建設(shè)綠色礦山必須先從綠色開采做起，將采礦與生態(tài)環(huán)境作為一個大系統(tǒng)進(jìn)行研究。不只把礦產(chǎn)看成資源，同時把土地、地下水、植被、大氣等構(gòu)成生態(tài)環(huán)境的各種要素都當(dāng)成重要資源進(jìn)行利用和保護(hù)。
礦山建設(shè)伊始，就要對采礦可能造成的對環(huán)境與生態(tài)系統(tǒng)影響及破壞進(jìn)行充分評估，通過科學(xué)設(shè)計并采用先進(jìn)技術(shù)，盡可能減少開采過程中對生態(tài)環(huán)境要素的影響和破壞，從源頭上著力做好礦區(qū)自然和生態(tài)環(huán)境的保護(hù)。要有效控制礦山地壓活動、維護(hù)地表和地下巖層穩(wěn)定，避免和控制采礦引起地表沉陷，山體崩塌、滑坡、地下采場頂板冒落、巖爆、突水等地質(zhì)和動力災(zāi)害發(fā)生，以及由它們造成對原生植被、水資源及生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)的嚴(yán)重破壞。
蔡美峰認(rèn)為，采礦、選礦產(chǎn)生大量廢石、尾礦，它們是持久并嚴(yán)重的污染源。要以精準(zhǔn)切割的方法開采礦石，可以減少廢石的產(chǎn)出和排放；同時，開發(fā)新的選礦工藝和設(shè)備，提高選礦回收率，從而大大減少尾礦排放量。廢石、尾礦等廢料產(chǎn)出和排放最小化，可以將礦山環(huán)境污染防治從傳統(tǒng)的末端治理轉(zhuǎn)移到從源頭上控制。
綠色開采重在源頭和前端。蔡美峰認(rèn)為，實施采選一體化技術(shù)，如礦漿輸送技術(shù)，將礦石預(yù)選后在井下破碎、研磨成礦漿，用管道水力輸送至地表選礦廠。與其他運(yùn)輸方案相比，具有基建投資低、對地形適應(yīng)性強(qiáng)、不占或少占土地等一系列優(yōu)點(diǎn)，是一項有利于環(huán)境保護(hù)的技術(shù)。而將選礦廠建在井下，開采的礦石在地下進(jìn)行選礦，然后直接向地面輸送精礦，選礦產(chǎn)生的廢石與尾礦留在井下用于采空區(qū)充填，實現(xiàn)原地利用，并減少排出地面后對生態(tài)環(huán)境的污染、破壞。而且地下選礦省去征地建廠建庫和尾礦庫管理的費(fèi)用，消除了尾礦庫產(chǎn)生各種自然災(zāi)害的根源。這是發(fā)揮礦產(chǎn)資源綠色高效開發(fā)綜合效益的重要舉措。
固體廢棄物的堆存，壓占大量土地，破壞森林、植被、地貌；廢石和尾礦無序排放，淤塞河道、污染水體，對礦山生態(tài)環(huán)境和人類健康與生存帶來極大危害。所以，實現(xiàn)廢棄物大規(guī)模資源化利用，消化和處理掉堆存的廢棄物，并大幅度減少今后的排放和堆存，對環(huán)境保護(hù)的意義重大。蔡美峰表示：“對不可避免產(chǎn)生的廢棄物，盡可能直接在原地回收和有效利用。如地下礦山，將采礦產(chǎn)生的廢石、選礦產(chǎn)生的尾礦用于充填地下采空區(qū)，對維護(hù)地下采場的穩(wěn)定與安全將發(fā)揮重要作用，同時避免和控制廢棄物排放對環(huán)境和生態(tài)造成污染和危害。”
蔡美峰表示，礦產(chǎn)資源開發(fā)造成的礦山及周邊環(huán)境污染與生態(tài)破壞，傳統(tǒng)采礦模式采取末端治理的方法，工作量大、效果差。為此，必須與采礦同步開展土地復(fù)墾、綠化、防治水土流失等保護(hù)礦山生態(tài)環(huán)境的活動，如果等采礦全部結(jié)束、生態(tài)環(huán)境已被嚴(yán)重破壞再做治理，代價太大，而且達(dá)不到恢復(fù)自然生態(tài)環(huán)境的效果。
礦山生態(tài)環(huán)境保護(hù)與修復(fù)治理必須同步進(jìn)行
在礦山開采前，對采礦開挖可能造成的對環(huán)境與生態(tài)系統(tǒng)的影響及破壞進(jìn)行充分評估，包括地面自然和生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)、植被系統(tǒng)、水文系統(tǒng)、建筑物設(shè)施等。要通過科學(xué)設(shè)計，規(guī)避可能出現(xiàn)的影響與破壞，從源頭上做好礦區(qū)自然和生態(tài)環(huán)境的保護(hù)。
蔡美峰指出，露天礦開采要始終把采場和排土場的邊坡穩(wěn)定性維護(hù)放在最重要的位置，采取有效監(jiān)測與控制措施，規(guī)避邊坡滑坡、傾倒、崩塌、泥石流等災(zāi)害事故的發(fā)生。這些事故對自然生態(tài)環(huán)境、植被、建筑物設(shè)施、人的生存環(huán)境會造成毀滅性的破壞。地下礦開采過程中，要采用充填法等手段處理好采空區(qū)，有效監(jiān)測和控制礦壓活動，避免采空區(qū)存在和失穩(wěn)引起頂板塌方、冒頂、地表沉陷、破壞貫通等嚴(yán)重破壞環(huán)境的災(zāi)害事故的發(fā)生。
蔡美峰認(rèn)為，露天采礦對環(huán)境的影響范圍大，可造成的災(zāi)害類型多，從保護(hù)環(huán)境和生態(tài)的角度考慮，應(yīng)盡可能將露天開采變?yōu)榈叵麻_采。
土地復(fù)墾是礦山生態(tài)修復(fù)的主要舉措，服務(wù)于環(huán)境整治和農(nóng)地保護(hù)與恢復(fù)兩個目標(biāo)。
蔡美峰說，土地復(fù)墾技術(shù)主要可分為物理工程技術(shù)、化學(xué)技術(shù)和生物技術(shù)三大類。物理工程技術(shù)是礦山環(huán)境和土地整治的主要手段。包括：地表整形工程。采用充填、回填、堆壘和平整等措施，對復(fù)墾土地的地形以及地貌進(jìn)行一定的整理和修復(fù)，使之達(dá)到礦區(qū)自然環(huán)境和復(fù)墾地使用的要求。挖深墊淺工程。將局部積水沉陷較大區(qū)域挖深，用于養(yǎng)魚、栽藕等，用挖出的泥土墊高下沉較小區(qū)域，形成農(nóng)地。把沉陷前單純種植性農(nóng)業(yè)變成種植、養(yǎng)殖相結(jié)合的生態(tài)農(nóng)業(yè)。尾礦造地復(fù)墾工程。尾礦屬于無機(jī)物質(zhì)，不具備基本肥力，可采取覆土、摻土等方法處理后進(jìn)行造地復(fù)墾、植被綠化。還有一些必要工程措施，如削坡卸載、掛網(wǎng)加錨桿、建擋土墻等邊坡穩(wěn)定措施，截排水減少水土流失以及覆蓋措施等。
土地復(fù)墾化學(xué)技術(shù)主要作用是改良土壤。針對酸性土壤，使用尾礦、煤灰等工業(yè)廢料來降低土壤酸性；對堿性土壤或ph值較高的土壤，利用腐殖酸等物質(zhì)進(jìn)行改良；施用有機(jī)肥或氮、磷、鉀等無機(jī)肥來促進(jìn)土壤熟化、增加土壤肥力；對于有毒的尾礦及廢棄物和被污染的土地，一般先進(jìn)行表土覆蓋。
而土地復(fù)墾生物技術(shù)主要是林草種植。在選擇樹種、草種時，必須根據(jù)當(dāng)?shù)刈匀粴夂驐l件和巖土成分，考慮樹種、草種的抗旱性、抗寒性、耐貧瘠性、生長發(fā)育速度和一定的土壤改良作用；土壤動物蚯蚓的存在可以改良土壤結(jié)構(gòu)，增加土壤保水保肥的能力，還可以應(yīng)用菌根、酶等微生物對廢棄地進(jìn)行改良。復(fù)墾應(yīng)重視采取生物技術(shù)，在生態(tài)環(huán)境良好的復(fù)墾區(qū)注重采前生境保護(hù)、采后生境恢復(fù)；生態(tài)環(huán)境脆弱區(qū)更應(yīng)注重生境保護(hù)，采后進(jìn)行復(fù)墾工作時，多注重生態(tài)效益，改善礦區(qū)生態(tài)環(huán)境。
在談到環(huán)境整治與生態(tài)修復(fù)綜合技術(shù)時，蔡美峰認(rèn)為，生態(tài)修復(fù)以污染控制、生態(tài)價值、生物多樣性、環(huán)境效益、景觀改良等為目標(biāo)和評價指標(biāo)。主要技術(shù)有：
被污染土壤治理技術(shù)。主要包括物理、化學(xué)和生物三類修復(fù)技術(shù)。物理修復(fù)包括充填法、換土法、客土法和深耕翻土法等；化學(xué)修復(fù)通過添加化學(xué)物質(zhì)改變土壤性質(zhì)；生物修復(fù)運(yùn)用微生物和植物，使土壤中的有害污染物得以去除。
土地整治與復(fù)耕技術(shù)。礦區(qū)在采礦初期剝離的表土，包括耕地的表土，在開采后的環(huán)境整治中，除用于填埋采礦形成的地表坑洞外，還可作為礦區(qū)復(fù)耕覆土之用。應(yīng)根據(jù)不同情況，采取土地整治和覆土措施，恢復(fù)耕地功能。
水均衡系統(tǒng)保護(hù)技術(shù)。采用保水開采技術(shù)，有效避免和防治對含水層的破壞；優(yōu)化井巷工程設(shè)計，不在含水層中布置井巷工程或減少穿越含水層的工程量，以減少對含水層的破壞。
廢水治理技術(shù)。包括物理法、化學(xué)法和生物法三種。物理法有吸附法和膜分離法兩種。吸附法主要用于廢水的深度處理和給水處理，傳統(tǒng)的吸附劑有活性炭和磺化煤，新開發(fā)出的有硅藻土、膨潤土和殼聚糖及其衍生物。膜分離法主要用于清除廢水中鎳、銅、鋅、鉛等金屬離子?；瘜W(xué)法包括化學(xué)中和法和化學(xué)氧化法，中和法通過中和劑使廢水中重金屬離子生成氫氧化物沉淀與水分離，氧化法通過化學(xué)氧化將液態(tài)或氣態(tài)的無機(jī)物和有機(jī)物轉(zhuǎn)化成微毒、無毒的物質(zhì)，達(dá)到廢水排放的標(biāo)準(zhǔn)。生物法利用微生物分離水體中的重金屬離子并清除出去。
植被恢復(fù)技術(shù)。根據(jù)當(dāng)?shù)厍闆r，選擇根蘗性強(qiáng)，生長迅速，耐干旱貧瘠的適生樹種，以保護(hù)現(xiàn)有植被為主，開展植樹造林、還林還草生態(tài)建設(shè)；對廢棄不用的開采工作面和堆放的棄土、棄渣表面，應(yīng)先覆蓋20~50厘米的土壤再進(jìn)行植被恢復(fù)。
生態(tài)文明建設(shè)必須擺在發(fā)展全局高度位置
綠色礦山是我國礦業(yè)行業(yè)貫徹落實生態(tài)文明理念、推進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)的重要實踐。蔡美峰表示，綠色開發(fā)是保證礦業(yè)可持續(xù)發(fā)展的命脈，也是保證本世紀(jì)中葉建成美麗中國， 國家允許礦業(yè)開發(fā)的模式。這是新時代保護(hù)生態(tài)環(huán)境制度的剛性約束和不可觸碰的高壓線。
蔡美峰談到，合理利用資源、保護(hù)環(huán)境，是實現(xiàn)礦業(yè)可持續(xù)發(fā)展的必然要求。只有走以最有效利用自然資源和保護(hù)環(huán)境為基礎(chǔ)的循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展之路，礦業(yè)可持續(xù)發(fā)展才能得以實現(xiàn)。生態(tài)環(huán)境是人類生存和發(fā)展的根基。黨的“十九大”把“人民日益增長的美好生活需要和不平衡不充分的發(fā)展之間的矛盾”明確為目前我國社會的主要矛盾。伴隨著社會經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，人民群眾對優(yōu)美生態(tài)環(huán)境的需要日益成為這一矛盾的主要方面。因此， 必須把生態(tài)文明建設(shè)擺在發(fā)展全局的高度位置。
蔡美峰最后表示，“全國范圍的生態(tài)環(huán)境整治和綠化建設(shè)，利用森林植被吸收二氧化碳，將是實現(xiàn)碳中和的重要手段。建設(shè)綠色礦山，發(fā)展綠色礦業(yè)責(zé)任重大，意義深遠(yuǎn)，也是中國礦業(yè)實現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展的必由之路。
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