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        蔡美峰:以綠色礦業建設和礦山生態修復推進礦業高質量發展

        來源:綠盟  日期:2021年08月03日  文字:【 加粗】【高亮】【還原

        隨著“雙碳”目標的提出,“十四五”時期將是我國經濟社會發展全面綠色轉型、實現生態環境質量改善由量變到質變的關鍵時期,也是我國礦業轉型升級、實現綠色高質量發展的重要窗口期。

        我國礦業的高質量發展之路應該如何走?中國工程院院士、北京科技大學教授蔡美峰在近日舉行的中國縣域礦業綠色高質量發展百人論壇暨黃河幾字彎礦區生態修復與治理研討會上表示,要從推進綠色礦業建設和礦山生態修復治理兩方面入手,實現我國礦業綠色高質量發展。

        蔡美峰認為,遵循自然生態系統的物質循環規律,將礦業開發和諧地納入自然生態系統物質循環過程,形成清潔生產、資源高效回收和廢物循環利用為特征的綠色生態循環經濟發展形態。尤其是在采礦全過程中,既要實施科學有序的開采,又要把對礦區周邊自然和生態環境的擾動控制在環境允許的范圍內。采用綠色智能不破壞生態環境的采礦方法,實現礦業生產和環境保護的協調統一。同時,他表示,實現礦業的可持續發展,必須采用先進可行的技術和方法,進行礦山生態環境的修復和治理。
        1.綠色礦業建設必先從綠色開采做起
        蔡美峰認為,發展綠色礦業、建設綠色礦山必須先從綠色開采做起,將采礦與生態環境作為一個大系統進行研究。不只把礦產看成資源,同時把土地、地下水、植被、大氣等構成生態環境的各種要素都當成重要資源進行利用和保護。
        礦山建設伊始,就要對采礦可能造成的對環境與生態系統影響及破壞進行充分評估,通過科學設計并采用先進技術,盡可能減少開采過程中對生態環境要素的影響和破壞,從源頭上著力做好礦區自然和生態環境的保護。要有效控制礦山地壓活動、維護地表和地下巖層穩定,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、突水等地質和動力災害發生,以及由它們造成對原生植被、水資源及生態環境系統的嚴重破壞。
        “采礦、選礦產生大量廢石、尾礦,它們是持久并嚴重的污染源?!辈堂婪逭f,要以精準切割的方法開采礦石,可以減少廢石的產出和排放;同時,開發新的選礦工藝和設備,提高選礦回收率,從而大大減少尾礦排放量。廢石、尾礦等廢料產出和排放最小化,可以將礦山環境污染防治從傳統的末端治理轉移到從源頭上控制。
        綠色開采重在源頭和前端。蔡美峰認為,實施采選一體化技術,如礦漿輸送技術,將礦石預選后在井下破碎、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、對地形適應性強、不占或少占土地等一系列優點,是一項有利于環境保護的技術。而將選礦廠建在井下,開采的礦石在地下進行選礦,然后直接向地面輸送精礦,選礦產生的廢石與尾礦留在井下用于采空區充填,實現原地利用,并減少排出地面后對生態環境的污染、破壞。而且地下選礦省去征地建廠建庫和尾礦庫管理的費用,消除了尾礦庫產生各種自然災害的根源。這是發揮礦產資源綠色高效開發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,對礦山生態環境和人類健康與生存帶來極大危害。所以,實現廢棄物大規模資源化利用,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,對環境保護的意義重大。蔡美峰表示:“對不可避免產生的廢棄物,盡可能直接在原地回收和有效利用。如地下礦山,將采礦產生的廢石、選礦產生的尾礦用于充填地下采空區,對維護地下采場的穩定與安全將發揮重要作用,同時避免和控制廢棄物排放對環境和生態造成污染和危害?!?br /> “礦產資源開發造成的礦山及周邊環境污染與生態破壞,傳統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墾、綠化、防治水土流失等保護礦山生態環境的活動,如果等采礦全部結束、生態環境已被嚴重破壞再做治理,代價太大,而且達不到恢復自然生態環境的效果?!辈堂婪灞硎?。
        2.礦山生態環境保護與修復治理必須同步進行
        在礦山開采前,對采礦開挖可能造成的對環境與生態系統的影響及破壞進行充分評估,包括地面自然和生態環境系統、植被系統、水文系統、建筑物設施等。要通過科學設計,規避可能出現的影響與破壞,從源頭上做好礦區自然和生態環境的保護。
        蔡美峰指出,露天礦開采要始終把采場和排土場的邊坡穩定性維護放在最重要的位置,采取有效監測與控制措施,規避邊坡滑坡、傾倒、崩塌、泥石流等災害事故的發生。這些事故對自然生態環境、植被、建筑物設施、人的生存環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,有效監測和控制礦壓活動,避免采空區存在和失穩引起頂板塌方、冒頂、地表沉陷、破壞貫通等嚴重破壞環境的災害事故的發生。
        “露天采礦對環境的影響范圍大,可造成的災害類型多,從保護環境和生態的角度考慮,應盡可能將露天開采變為地下開采?!辈堂婪逭f。
        土地復墾是礦山生態修復的主要舉措,服務于環境整治和農地保護與恢復兩個目標。
        蔡美峰說,土地復墾技術主要可分為物理工程技術、化學技術和生物技術三大類。物理工程技術是礦山環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,對復墾土地的地形以及地貌進行一定的整理和修復,使之達到礦區自然環境和復墾地使用的要求。挖深墊淺工程。將局部積水沉陷較大區域挖深,用于養魚、栽藕等,用挖出的泥土墊高下沉較小區域,形成農地。把沉陷前單純種植性農業變成種植、養殖相結合的生態農業。尾礦造地復墾工程。尾礦屬于無機物質,不具備基本肥力,可采取覆土、摻土等方法處理后進行造地復墾、植被綠化。還有一些必要工程措施,如削坡卸載、掛網加錨桿、建擋土墻等邊坡穩定措施,截排水減少水土流失以及覆蓋措施等。
        土地復墾化學技術主要作用是改良土壤。針對酸性土壤,使用尾礦、煤灰等工業廢料來降低土壤酸性;對堿性土壤或ph值較高的土壤,利用腐殖酸等物質進行改良;施用有機肥或氮、磷、鉀等無機肥來促進土壤熟化、增加土壤肥力;對于有毒的尾礦及廢棄物和被污染的土地,一般先進行表土覆蓋。
        而土地復墾生物技術主要是林草種植。在選擇樹種、草種時,必須根據當地自然氣候條件和巖土成分,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構,增加土壤保水保肥的能力,還可以應用菌根、酶等微生物對廢棄地進行改良。復墾應重視采取生物技術,在生態環境良好的復墾區注重采前生境保護、采后生境恢復;生態環境脆弱區更應注重生境保護,采后進行復墾工作時,多注重生態效益,改善礦區生態環境。
        在談到環境整治與生態修復綜合技術時,蔡美峰認為,生態修復以污染控制、生態價值、生物多樣性、環境效益、景觀改良等為目標和評價指標。主要技術有:
        (1)被污染土壤治理技術
        主要包括物理、化學和生物三類修復技術。物理修復包括充填法、換土法、客土法和深耕翻土法等;化學修復通過添加化學物質改變土壤性質;生物修復運用微生物和植物,使土壤中的有害污染物得以去除。
        (2)土地整治與復耕技術
        礦區在采礦初期剝離的表土,包括耕地的表土,在開采后的環境整治中,除用于填埋采礦形成的地表坑洞外,還可作為礦區復耕覆土之用。應根據不同情況,采取土地整治和覆土措施,恢復耕地功能。
        (3)水均衡系統保護技術
        采用保水開采技術,有效避免和防治對含水層的破壞;優化井巷工程設計,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。
        (4)廢水治理技術
        包括物理法、化學法和生物法三種。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,傳統的吸附劑有活性炭和磺化煤,新開發出的有硅藻土、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法包括化學中和法和化學氧化法,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,氧化法通過化學氧化將液態或氣態的無機物和有機物轉化成微毒、無毒的物質,達到廢水排放的標準。生物法利用微生物分離水體中的重金屬離子并清除出去。
        (5)植被恢復技術
        根據當地情況,選擇根蘗性強,生長迅速,耐干旱貧瘠的適生樹種,以保護現有植被為主,開展植樹造林、還林還草生態建設;對廢棄不用的開采工作面和堆放的棄土、棄渣表面,應先覆蓋20~50厘米的土壤再進行植被恢復。
        3.生態文明建設必須擺在發展全局高度位置
        綠色礦山是我國礦業行業貫徹落實生態文明理念、推進生態文明建設的重要實踐。蔡美峰表示,綠色開發是保證礦業可持續發展的命脈,也是保證本世紀中葉建成美麗中國, 國家允許礦業開發的模式。這是新時代保護生態環境制度的剛性約束和不可觸碰的高壓線。
        “合理利用資源、保護環境,是實現礦業可持續發展的必然要求。只有走以最有效利用自然資源和保護環境為基礎的循環經濟發展之路,礦業可持續發展才能得以實現?!辈堂婪逭f,生態環境是人類生存和發展的根基。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。伴隨著社會經濟的不斷發展,人民群眾對優美生態環境的需要日益成為這一矛盾的主要方面。因此, 必須把生態文明建設擺在發展全局的高度位置。
        “ 全國范圍的生態環境整治和綠化建設,利用森林植被吸收二氧化碳,將是實現碳中和的重要手段。建設綠色礦山,發展綠色礦業責任重大,意義深遠,也是中國礦業實現高質量發展的必由之路?!辈堂婪遄詈蟊硎?。
        (本文刊登于2021年7月26日《中國礦業報》第1版)


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