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5月10日，2018中國綠色礦山建設(shè)高峰論壇在京舉行, 中國工程院院士、北京科技大學(xué)教授蔡美峰以”加速推進綠色礦山建設(shè)實現(xiàn)礦業(yè)可持續(xù)發(fā)展”為題發(fā)表演講。他從采礦專家的學(xué)科角度并結(jié)合我國礦業(yè)實際，闡述了對推進綠色礦山建設(shè)的思考和建議。他呼吁，采礦業(yè)是國民經(jīng)濟發(fā)展所需資源的保障性行業(yè)，只有加速綠色礦山建設(shè)，才能使我國更早進入世界采礦強國前列，從而保證我國礦產(chǎn)資源的有效供給和對國民經(jīng)濟發(fā)展的持續(xù)可靠支撐，作出采礦業(yè)應(yīng)有的貢獻。全力推進綠色礦山建設(shè)，全面實施綠色有序開采模式，從根本上消除采礦對環(huán)境和生態(tài)造成的破壞
蔡美峰院士首先講述了礦業(yè)在人類社會發(fā)展中的作用以及推進綠色礦山的必要性和重要意義。他說，礦產(chǎn)資源是人類賴以生存和社會得以發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，礦業(yè)是工業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈的初端，被譽為“工業(yè)之母”。無論是工業(yè)化或后工業(yè)化時期，礦業(yè)的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)地位不會改變。
蔡美峰院士說，目前，我國是世界上礦物開采量最大國家之一，年開采量超過50億噸，每年礦山生產(chǎn)總產(chǎn)值近萬億元。但傳統(tǒng)的無序開采模式造成嚴(yán)重資源浪費和生態(tài)環(huán)境破壞。目前已逼近資源和環(huán)境難以承受的地步，將阻礙礦業(yè)可持續(xù)發(fā)展。
蔡美峰院士認(rèn)為，傳統(tǒng)采礦造成大量土地、植被和水體破壞。目前我國因采礦破壞的森林面積累計已達1.06萬平方公里、草地2630平方公里，占用土地5.86萬平方公里，破壞土地1.4萬-2萬平方公里，且以每年200平方公里的速度遞增。
采礦還引發(fā)地表塌陷、山體開裂、崩塌和滑坡等地質(zhì)災(zāi)害，嚴(yán)重破壞原生植被及生態(tài)系統(tǒng)，造成水資源枯竭、河水?dāng)嗔?、大面積區(qū)域性地下水位下降、水土流失、環(huán)境惡化。采礦、選礦產(chǎn)生大量的廢石、尾礦，目前礦山固體廢棄物累計已達數(shù)百億噸。它們是持久而且嚴(yán)重的污染源，如一些伴硫礦物廢石堆的酸性排水及其重金屬污染可持續(xù)數(shù)百年之久。為此，必須全力推進綠色礦山建設(shè)，全面實施綠色有序開采模式，從根本上消除采礦對環(huán)境和生態(tài)造成的破壞。
蔡美峰院士呼吁，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主要矛盾。礦產(chǎn)資源開發(fā)的原本目的是為人民過上美好的生活創(chuàng)造條件，然而長期的無序開發(fā)是以犧牲人類生存環(huán)境為代價，不但不能使人民過上美好生活，而且對我國建設(shè)和諧美麗的世界強國造成嚴(yán)重的負(fù)面影響。近年來中央對經(jīng)濟發(fā)展與環(huán)境保護、建設(shè)生態(tài)文明已作出一系列重要論斷和部署，我們要按照中央要求，牢固樹立社會主義生態(tài)文明觀，為推動形成人與自然和諧發(fā)展現(xiàn)代化建設(shè)新格局、為保護生態(tài)環(huán)境作出我們這代人的努力!
蔡美峰院士強調(diào)，實施礦業(yè)綠色開發(fā)是貫徹落實中央要求、推進礦業(yè)生態(tài)文明發(fā)展的重要舉措，對保證本世紀(jì)中葉把我國建成富強民主文明和諧美麗的社會主義現(xiàn)代化強國具有十分重要的意義。這是國家和民族賦予采礦行業(yè)的責(zé)任和義務(wù)，必須不折不扣地完成。
要把大氣、土地、河流、地下水、植被等環(huán)境要素當(dāng)做資源加以保護和利用，使礦產(chǎn)資源開發(fā)和礦山生態(tài)系統(tǒng)和諧地納入自然生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)過程
推進綠色礦山建設(shè)意義如此重大，那么在推進綠色礦山時應(yīng)遵從怎樣的指導(dǎo)思想?
對此，蔡美峰院士建議，第一，遵從工業(yè)生態(tài)學(xué)的觀點，通過綠色礦山建設(shè)，將礦山生態(tài)環(huán)境、資源環(huán)境、經(jīng)濟環(huán)境和人文環(huán)境聯(lián)結(jié)成一個有機的系統(tǒng)，使礦山采礦活動與生態(tài)環(huán)境和諧、協(xié)調(diào)、統(tǒng)一，消除采礦活動對環(huán)境和生態(tài)造成的巨大負(fù)面影響。
第二，要將采礦與生態(tài)環(huán)境作為一個大系統(tǒng)進行研究。不只把礦產(chǎn)看作資源，同時要把大氣、土地、河流、地下水、植被、周圍環(huán)境等構(gòu)成環(huán)境生態(tài)的各種要素都當(dāng)作重要資源加以保護和利用。通過采礦前的合理規(guī)劃和采礦活動中采取的各種有效措施，盡可能減少采礦開挖對生態(tài)環(huán)境要素的影響和破壞，實現(xiàn)采礦和環(huán)境保護雙贏。
第三，遵循自然生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)規(guī)律，使礦產(chǎn)資源的開發(fā)和礦山生態(tài)系統(tǒng)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資源化循環(huán)利用為特征的綠色生態(tài)循環(huán)經(jīng)濟發(fā)展形態(tài)，實現(xiàn)資源開發(fā)-經(jīng)濟發(fā)展-環(huán)境保護協(xié)調(diào)統(tǒng)一，為實現(xiàn)礦業(yè)可持續(xù)開發(fā),、保證生態(tài)環(huán)境安全和國民經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展提供重要支撐。
第四，要通過科學(xué)設(shè)計并采用先進技術(shù)，既實施科學(xué)有序的開采，又把對礦區(qū)周邊環(huán)境的擾動控制在允許的范圍內(nèi)，從而以最小的環(huán)境擾動量獲取最大資源量和經(jīng)濟效益。特別要有效控制礦區(qū)地表和地下巖層穩(wěn)定，避免和控制采礦引起地表沉陷、邊坡崩塌、滑坡等地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生，以及由它們造成的環(huán)境和生態(tài)的重大破壞。
第五，采選過程采用無廢或少廢的工藝技術(shù)，實現(xiàn)廢料產(chǎn)出最小化，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。要將傳統(tǒng)的采礦環(huán)境破壞末端治理轉(zhuǎn)移到從源頭上控制，從根本上解決礦山生態(tài)環(huán)境污染與防治問題。與采礦活動同步開展礦山土地復(fù)墾與綠化，采礦過程中保持礦區(qū)完整的生態(tài)體系，而不是采礦全部結(jié)束后環(huán)境和生態(tài)已被嚴(yán)重破壞再做末端治理。這樣，采完后只需少量甚至不需要進行末端治理，就能使礦山工程區(qū)域與自然生態(tài)環(huán)境融為一個整體。
適應(yīng)綠色采礦的要求，必須對傳統(tǒng)的采礦模式及其工藝技術(shù)進行根本變革，要重點研究四個方面的技術(shù)
蔡美峰院士認(rèn)為，為了適應(yīng)綠色采礦的要求，減少采礦造成的環(huán)境污染和對生態(tài)環(huán)境的破壞，必須對傳統(tǒng)的采礦模式及其工藝技術(shù)進行根本變革。重點研究以下四個方面的技術(shù)：
一是研究開發(fā)有別于傳統(tǒng)鉆爆法的連續(xù)破巖切割采礦方法。
首先要研究機械連續(xù)切割掘進、采礦技術(shù)。從長遠(yuǎn)目標(biāo)出發(fā)，采用機械掘進、機械鑿巖的方法，以連續(xù)切割設(shè)備取代傳統(tǒng)爆破采礦工藝進行開采是一個重要方向。因為爆破采礦工藝，一是爆破對圍巖造成沖擊破壞，嚴(yán)重影響采場的穩(wěn)固性;二是礦石、廢石一起采，大大增加選礦的作業(yè)量和提升的工作量，大大降低了生產(chǎn)的效率，增加了生產(chǎn)的成本。機械切割能準(zhǔn)確開采目標(biāo)礦石，使礦石損失率和貧化率降到最低，并大大減少廢石和粉塵的產(chǎn)出和排放，減輕采礦對環(huán)境的污染和破壞;同時可減輕開采對環(huán)境的擾動，有利于地表和巖層穩(wěn)定，避免巖層失穩(wěn)引起各種災(zāi)害，造成對環(huán)境和生態(tài)的破壞。
其次是高壓水射流破巖掘進與采礦技術(shù)。高壓水射流技術(shù)是上世紀(jì)70年代發(fā)展起來的一種清洗、切割新技術(shù)。從高壓噴嘴射出的高速水射流具有很大的能量，在目標(biāo)靶上可產(chǎn)生巨大的沖擊力，可用來切割巖石、破碎巖石等。高壓水射流破碎和切割過程中，能自動排出廢料，只需對使用后的水進行簡單物理凈化，就能實現(xiàn)對水的循環(huán)利用。目前高壓水射流破巖在軟巖和中等硬巖工程中已經(jīng)實現(xiàn)，在煤礦有廣泛應(yīng)用，但在破碎堅硬礦巖時，還存在水射流壓力不足等問題，因而在金屬礦使用受限。需要進一步發(fā)展和完善超高壓的水射流部件和設(shè)備，為在金屬礦硬巖破巖中應(yīng)用創(chuàng)造條件。此外，還需要研究激光破巖掘進與采礦技術(shù)、等離子破巖掘進與采礦技術(shù)等。
二是開展深井支護技術(shù)變革。地下金屬礦山采礦方法隨開挖落礦和支護方式的不同，分為空場法、崩落法、充填法三類。各礦山主要根據(jù)礦石價值和空區(qū)維護難度的不同，決定各自適用的方法。
金礦和價值高的部分有色金屬礦山大多采用充填法開采。這些礦山的礦體大多賦存在斷裂帶、破碎帶中，圍巖穩(wěn)定性差，確實存在空區(qū)維護難度大的問題。這些礦山不但確實需要采用充填法維持空區(qū)穩(wěn)定，而且也能夠承受充填的成本。其他礦物價值低的礦山如鐵礦，則不可能采用充填法。但為了實現(xiàn)綠色采礦，控制巖層移動和地表沉陷、保護自然和生態(tài)環(huán)境，特別是在礦山進入深部開采后，為了控制劇烈地壓活動、避免采空區(qū)失穩(wěn)引起各種災(zāi)害事故發(fā)生，保證開采安全，充填法將是多數(shù)礦山包括鐵礦山不得不選擇的采礦方法。這是傳統(tǒng)采礦模式的重大變革。
但是，開采價值和支護成本相平衡的原則還是要遵守的。為了大規(guī)模推廣采用充填法，必須對傳統(tǒng)充填工藝和充填材料進行重大改革，要大力降低充填成本。具有普遍應(yīng)用前景的技術(shù)方案是利用礦山固體廢料的充填工藝方法，如高濃度全尾砂膠結(jié)充填技術(shù)，目前得到較廣泛的推廣應(yīng)用。在此基礎(chǔ)上,近年發(fā)展起來的全尾砂膏體充填工藝，可在低水泥耗量條件下獲得高質(zhì)量充填體，漿體具有“不分層、不離析、不脫水”的三不特性，膏體強度均勻、充填采空區(qū)接頂率高，能有效控制地壓活動和巖層移動，代表了充填技術(shù)的發(fā)展方向。
三是采選一體化技術(shù)。包括：其一，井下預(yù)選、拋尾技術(shù)。在礦石提升地面之前，在井下進行預(yù)選和預(yù)富集，拋去大部分廢石，可以明顯降低礦石提升量和廢石在地面的排放。其二，礦漿輸送技術(shù)。對于深部開采，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。與其他運輸方案相比，具有基建投資低、對地形適應(yīng)性強、不占或少占土地等一系列優(yōu)點、是一項有利于環(huán)境保護的技術(shù)。其三，將選礦廠建在井下。開采的礦石在地下選礦后，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，減少排出地面后對生態(tài)環(huán)境的污染、破壞。而且，不需要在地面建選礦廠和尾礦庫，省去征地建廠建庫和尾礦庫管理的費用，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。
四是無廢開采技術(shù)。無廢開采模式包括三項基本要素：資源回收率高，廢料排放量小，地表不受破壞，能以最小的廢料排放量獲取最大的資源量和經(jīng)濟效益，并使生態(tài)環(huán)境得到充分保護。
要實現(xiàn)無廢開采，首先要采用采切比小的采礦方法包括精準(zhǔn)開采的工藝技術(shù)，大力降低礦石貧化率，從源頭上控制廢石的產(chǎn)出，實現(xiàn)廢料產(chǎn)出最小化;同時，要提高選礦工藝技術(shù)水平，盡可能提高選礦回收率、資源綜合利用率，減少尾礦排放量;開發(fā)創(chuàng)新的選礦技術(shù)和設(shè)備，將礦石資源中由于選冶水平低不能利用的成分減到最少。
通過減少廢石、尾礦及廢水排放，將傳統(tǒng)的末端治理轉(zhuǎn)移到從源頭控制，從根本上解決礦山生態(tài)環(huán)境污染與防治問題。
最后，要加強綜合回收，實現(xiàn)廢棄物資源化就地利用，提高廢棄物整體利用水平，努力實現(xiàn)礦山固、液廢棄物的零排放、零堆存，減少廢棄物排放、堆存占用土地和對生態(tài)、環(huán)境的污染與破壞。
蔡美峰院士最后強調(diào)說，傳統(tǒng)的無序開采模式造成嚴(yán)重資源浪費和生態(tài)環(huán)境破壞，必須全力推進綠色礦山建設(shè)，全面實施綠色有序開采模式，從根本上消除采礦對環(huán)境和生態(tài)造成的破壞。 綠色開發(fā)既是保證礦業(yè)可持續(xù)開發(fā)的命脈，也是保證本世紀(jì)中葉把我國建成現(xiàn)代化世界強國的礦業(yè)開發(fā)模式，因為只有綠色開發(fā)，才能真正實現(xiàn)和諧與美麗。
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