林 淋

（中煤科工集團沈陽設(shè)計研究院有限公司，遼寧 沈陽 110015）

煤炭資源大規(guī)模開采推動了我國的經(jīng)濟發(fā)展。與此同時，露天煤礦生態(tài)環(huán)境遭受到了前所未有的破壞，由此引發(fā)的生態(tài)環(huán)境問題日顯突出，過度的開采導(dǎo)致地面塌陷、泥石流、滑坡等地質(zhì)災(zāi)害[1]；廢氣、廢水、廢渣造成的水污染、大氣污染、物種滅絕等。因此，建設(shè)生態(tài)化露天礦山已成為我國采礦業(yè)發(fā)展的必然趨勢。

1 生態(tài)煤礦內(nèi)涵及現(xiàn)狀

1.1 內(nèi) 涵

露天煤礦生態(tài)化建設(shè)是一個全面完整的過程體系，其貫穿了從煤礦初期的資源勘查設(shè)計到露天煤礦閉坑完結(jié)的全過程，具有一次性、全面性的體系特征[2-3]。露天煤礦生態(tài)建設(shè)涉及了礦區(qū)自然生態(tài)系統(tǒng)的各個要素，包括土地資源、大氣環(huán)境、水資源、自然生物及植被、開采廢棄物處理及露天煤礦伴生產(chǎn)物的綜合利用等，影響范圍廣、作用大。

在露天煤礦生態(tài)化建設(shè)的系統(tǒng)體系中還涉及了與此相關(guān)的機構(gòu)與部門，包括政府相關(guān)職能部門的監(jiān)督檢查及其制定的政策法規(guī)；企業(yè)自身對生態(tài)建設(shè)意識的加深重視并將這種意識深入到露天煤礦建設(shè)的每一個環(huán)節(jié)；個人義務(wù)地履行以及全社會的監(jiān)督，露天煤礦建設(shè)涉及的每一個人、每一個部門都要具備生態(tài)環(huán)保的理念。這是我國露天煤礦產(chǎn)業(yè)走向循環(huán)、可持續(xù)發(fā)展的核心。

1.2 國內(nèi)外現(xiàn)狀

西方一些發(fā)達國家，如美國、日本、英國、加拿大、澳大利亞等國在20世紀70年代后就逐漸建立了礦業(yè)生態(tài)保護意識，通過技術(shù)上不斷發(fā)展完善、設(shè)備上推陳出新，使得這些國家的礦業(yè)開采技術(shù)達到了領(lǐng)先水平[4-5]。

此外，這些國家為建設(shè)生態(tài)礦山制定了一系列完善的法律法規(guī)以及露天礦山環(huán)境影響評價制度。例如，美國的《復(fù)墾法》將礦山的開采細化到了從露天開采最初的勘察設(shè)計到礦山閉坑的每一個環(huán)節(jié)。建立的礦山環(huán)境恢復(fù)保證金制度，用來約束與保障露天礦山經(jīng)營者履行恢復(fù)治理義務(wù)，對不履行環(huán)境恢復(fù)義務(wù)的企業(yè)除了沒收保證金外，還要受到罰款和監(jiān)禁等處罰，相關(guān)的企業(yè)負責(zé)人還可能需要承擔(dān)個人責(zé)任。

我國目前現(xiàn)有法律法規(guī)缺少行之有效的露天煤礦生態(tài)環(huán)境保護制度?，F(xiàn)行法律還停留在“破壞了再修復(fù)、污染了再治理”的被動階段，以末端的治理為主，忽視了源頭控制，不能從全局對露天煤礦的生態(tài)環(huán)境保護進行全面有效控制，缺乏對整體環(huán)境效益的保護，過于將重點集中在了過程環(huán)節(jié)，而忽略了煤炭礦山開采的全方位性。

2 露天煤礦生態(tài)化建設(shè)

2.1 露天煤礦開采對生態(tài)環(huán)境的影響

煤礦的開采涉及多方面的自然生態(tài)系統(tǒng)，對礦區(qū)自然的原生條件影響范圍廣、作用力大[6]?？傮w而言，露天煤礦的開采對原生環(huán)境的影響主要包括：

1）地表影響。露天煤礦以剝挖、排土為主，開采對自然生態(tài)影響最大的就是礦區(qū)的原始地表，露天煤礦的剝挖易造成地表的沉降變形，特別是不均勻沉降，極易使地表建筑物和構(gòu)筑物及其相關(guān)設(shè)施遭到破壞。此外露天開采破壞土地面積大，露天剝挖出的廢石、尾礦的堆積也占用了大量的土地資源，其中包括了很多的林地、耕地等，同時加劇了占用了土地資源。此外，露天煤礦開采引起附加效應(yīng)，如土質(zhì)、土壤侵蝕污染，剝挖爆破引起的地震、泥石流及山體滑坡等等。

2）大氣及噪聲污染。露天開采過程中鉆孔、爆破、運輸?shù)犬a(chǎn)生的粉塵極易造成大氣污染。另外，在煤礦開采過程中，爆破及機械、車輛都會產(chǎn)生嚴重的噪聲，不僅妨礙人們的正常聽覺，還會嚴重影響礦區(qū)周圍居民的正常生活休息等。

3）水質(zhì)污染。露天煤礦開采在不斷降深的過程中極易破壞地下蓄水層，改變礦區(qū)水文地質(zhì)條件。露天煤礦疏干排水導(dǎo)致礦區(qū)地下水位下降，開采使地表水或地下水受到有害元素的污染，嚴重危及礦區(qū)及周圍水系。此外，煤炭、廢石在運輸過程中的遺落也會污染水體。

4）煤炭資源開采引發(fā)地質(zhì)災(zāi)害。露天煤礦開采形成的邊坡，如不加以監(jiān)測保護也易引發(fā)崩塌、滑坡等地質(zhì)災(zāi)害。

針對露天煤礦開采過程中對自然生態(tài)環(huán)境造成的巨大破壞，我國已逐步轉(zhuǎn)變了露天煤礦的發(fā)展理念，逐步構(gòu)建從單純的土地復(fù)墾、環(huán)境保護，從控制露天煤礦源頭至礦區(qū)閉坑的全過程，由被動到主動建設(shè)一個完整的生態(tài)化露天煤礦。

2.2 生態(tài)化建設(shè)原理

露天煤礦生態(tài)文明建設(shè)實質(zhì)是對區(qū)域資源開采與生態(tài)環(huán)境、人文環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展的戰(zhàn)略措施。露天煤礦生態(tài)化建設(shè)是以露天采礦活動為建設(shè)核心[7-8]，將露天煤礦的生態(tài)環(huán)境、資源環(huán)境與經(jīng)濟環(huán)境整合在一起，構(gòu)成一個完整的開采系統(tǒng)，以最小的擾動代價獲取資源與經(jīng)濟的最大效益，建立形成清潔開采、高效回收與循環(huán)利用為特征的新型露天煤礦，將開采與礦區(qū)生態(tài)環(huán)境融為一體，露天煤礦的人文環(huán)境、生態(tài)環(huán)境與資源協(xié)調(diào)發(fā)展是區(qū)域可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)。露天煤礦生態(tài)化建設(shè)原理如圖1。

圖1 露天煤礦生態(tài)化建設(shè)原理

1）資源節(jié)約與綜合利用。煤炭資源是不可再生資源，需要通過科學(xué)合理的手段來提高資源利用率，所以，合理節(jié)約煤炭資源是露天煤礦生態(tài)文明建設(shè)的首要內(nèi)容[9]。

2）節(jié)能減排。將節(jié)能減排、技術(shù)創(chuàng)新及產(chǎn)業(yè)優(yōu)化相結(jié)合，通過科學(xué)的方法與技術(shù)調(diào)整露天煤礦的生產(chǎn)方式與開采工藝，降低煤炭資源消耗量及污染物排放量。露天礦山企業(yè)還須加強節(jié)能減排管理政策措施的落實，以求進一步提高能源利用率、降低污染物排放量，實現(xiàn)露天煤礦生態(tài)化建設(shè)。

3）生態(tài)系統(tǒng)保護。露天礦區(qū)的生態(tài)環(huán)境需要礦山管理者、周圍居民、政府等相關(guān)參與者之間配合、協(xié)作，以最小的生態(tài)代價，取得盡可能多的經(jīng)濟效益，在開采資源地過程中輔以生態(tài)修復(fù)，確保露天礦區(qū)的可持續(xù)發(fā)展。

4）土地資源節(jié)約利用。露天煤炭開采以大規(guī)模剝挖土地為手段，節(jié)約利用土地資源，保護生態(tài)環(huán)境，直接關(guān)系到經(jīng)濟社會的可持續(xù)發(fā)展，節(jié)約土地資源勢在必行。這要求露天煤礦企業(yè)不但要節(jié)約利用土地，例如，盡量少占用外排土場等，還要研發(fā)土地復(fù)墾新技術(shù)，增加土地的利用率并提升生態(tài)效益。

露天煤礦生態(tài)化建設(shè)的最終目標是要達到社會、經(jīng)濟和環(huán)境的和諧發(fā)展，這也是我國生態(tài)文明建設(shè)目標。露天煤礦建設(shè)的每一位參與者都應(yīng)認識到資源的開采與自然生態(tài)系統(tǒng)之間的相互作用機制、方式和程度，落實社會、經(jīng)濟和環(huán)境的和諧統(tǒng)一。

2.3 生態(tài)化建設(shè)方法

露天煤礦生態(tài)系統(tǒng)是一個完整的整體，各組成要素之間相互依存、相互制約，所以必須用系統(tǒng)的方法對露天煤礦生態(tài)系統(tǒng)進行建設(shè)、保護與管理。露天煤礦生態(tài)化建設(shè)包括露天礦山原始生態(tài)環(huán)境、開采后的生態(tài)系統(tǒng)以及礦區(qū)重建與恢復(fù)后的生態(tài)系統(tǒng)3個方面，露天煤礦生態(tài)系統(tǒng)變化流程如圖2。

圖2 露天煤礦生態(tài)系統(tǒng)變化流程

露天煤礦生態(tài)化建設(shè)的重點是在采礦前和采礦過程中，對關(guān)鍵的生態(tài)系統(tǒng)要素進行保護，包括露天礦山生態(tài)規(guī)劃技術(shù)、與環(huán)境協(xié)調(diào)的綠色開采技術(shù)等。在采礦后及后期露天煤礦的恢復(fù)過程中，露天煤礦生態(tài)重建與恢復(fù)的重點是對已經(jīng)影響到的生態(tài)要素采取工程與生物措施，重建或恢復(fù)生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能[2]。

1）原生態(tài)系統(tǒng)。針對原生態(tài)系統(tǒng)主要采取生態(tài)保護的建設(shè)方式。運用生態(tài)學(xué)、采礦學(xué)和經(jīng)濟學(xué)原理，對原始生態(tài)系統(tǒng)做出最全面、最合理的設(shè)計，可以采用露天礦山開發(fā)規(guī)劃與生態(tài)保護規(guī)劃、與環(huán)境協(xié)調(diào)的綠色開采技術(shù)等措施。

2）破壞的生態(tài)系統(tǒng)。在這個系統(tǒng)中對露天開采對生態(tài)環(huán)境影響的3大方面加以控制保護，包括土地損毀、環(huán)境污染和生態(tài)退化。運用土地科學(xué)原理、環(huán)境科學(xué)原理、開采損害理論與損害監(jiān)測原理，對該系統(tǒng)加以恢復(fù)治理。可以采取土地、環(huán)境檢測技術(shù)；土地、生態(tài)損害預(yù)測與評估技術(shù)；土地、生態(tài)損害預(yù)測與評估技術(shù)；土地、生態(tài)退化防治等技術(shù)措施。

3）重建生態(tài)系統(tǒng)。這個系統(tǒng)包括了土地重建、植被恢復(fù)、社會-經(jīng)濟-環(huán)境復(fù)合系統(tǒng)的重建，土壤學(xué)；景觀規(guī)劃與設(shè)計；生態(tài)演替；系統(tǒng)工程；環(huán)境巖土工程；系統(tǒng)評價等重建原理。利用污染土地修復(fù)技術(shù)；土地復(fù)墾技術(shù)；景觀重建技術(shù)；土壤重構(gòu)技術(shù)；植被恢復(fù)技術(shù)；固體廢棄物處理利用技術(shù)；環(huán)境巖土工程技術(shù)等技術(shù)措施。

3 生態(tài)化建設(shè)SWOT分析

3.1 優(yōu) 勢

露天煤礦生態(tài)化建設(shè)的自身優(yōu)勢在于礦山建設(shè)相關(guān)參與者對建設(shè)生態(tài)化綠色煤礦的開采理念逐步加深，環(huán)保意識逐漸加強，這在主觀上促進了實現(xiàn)生態(tài)化露天煤礦的進程，也發(fā)展了與此相關(guān)的綠色開采新技術(shù)，實現(xiàn)露天礦山生態(tài)化綠色開采的核心。

此外，制度的改革也有利于生態(tài)化露天煤礦的建設(shè)。我國煤礦通過對產(chǎn)權(quán)所有制度進行改革，突破陳舊的國有獨資體制，加快構(gòu)建以法人治理結(jié)構(gòu)為核心的現(xiàn)代企業(yè)制度。技術(shù)與制度的內(nèi)部優(yōu)勢，為煤礦企業(yè)建設(shè)生態(tài)化露天礦山提供了可靠保障。

3.2 劣 勢

生態(tài)化露天煤礦的實施需要礦山企業(yè)決策者的支持，而目前國內(nèi)部分露天煤礦企業(yè)（主要是一些中小型煤礦，而中小型煤礦企業(yè)數(shù)量高達60% 以上）由于決策者觀念落后，追求短期的利益，沒有充分認識到可持續(xù)發(fā)展的重要性，導(dǎo)致生態(tài)化建設(shè)技術(shù)研發(fā)能力薄弱，開采技術(shù)滯后，專業(yè)技術(shù)人員素質(zhì)不高，技術(shù)人才數(shù)量太少等弊端，嚴重阻礙了我國生態(tài)化露天煤礦發(fā)展的總體進程。

3.3 機 會

隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，為露天煤礦企業(yè)發(fā)展提供機遇，增加了企業(yè)利潤。另外，我國各相關(guān)政府部門制定了一系列突出強化煤礦資源在能源領(lǐng)域的主體地位，為露天煤礦生態(tài)化建設(shè)的健康發(fā)展提供了良好的政治、法律環(huán)境。露天煤礦生態(tài)化建設(shè)與綠色開采的研究與應(yīng)用日趨全球化，各國之間的相關(guān)技術(shù)交流越來越頻繁，相關(guān)主題研究越來越深入，這為生態(tài)化露天煤礦的發(fā)展提供了新的機遇。

3.4 威 脅

由于露天煤礦生態(tài)化建設(shè)持續(xù)時間長，涉及范圍廣，需要礦山企業(yè)一定的資金、人力去從事相關(guān)研發(fā)。據(jù)相關(guān)統(tǒng)計，我國露天煤礦企業(yè)中只有不足30%的大型企業(yè)擁有煤礦開采技術(shù)研發(fā)機構(gòu)[3]，對于大部分采用傳統(tǒng)采掘技術(shù)企業(yè)來說，這方面的投入研發(fā)非常不足。

近些年來，由于露天煤礦大規(guī)模的開采擴能，導(dǎo)致國內(nèi)煤炭資源逐步枯竭。煤炭資源的不可再生性以及社會生產(chǎn)對能源需求不斷增加，使得一些新能源獲得了更多的關(guān)注，這些因素一定程度上束縛了露天煤礦生態(tài)化建設(shè)的發(fā)展。

4 結(jié)語

系統(tǒng)分析了露天煤礦生態(tài)化建設(shè)的原理與建設(shè)方法，并利用SWOT分析法對當前我國露天煤礦生態(tài)化建設(shè)的內(nèi)、外部因素進行了研究。

我國露天煤礦生態(tài)化建設(shè)處在關(guān)鍵轉(zhuǎn)折期，若要實現(xiàn)資源的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，必須走建設(shè)生態(tài)化礦山的道路。在這個過程中，需要露天煤礦所有參與者各盡其能、各盡其職，時刻秉承“生態(tài)環(huán)?！钡慕ㄔO(shè)理念，自主創(chuàng)新，為我國露天煤礦生態(tài)文明建設(shè)和發(fā)展貢獻力量。