礦業(yè)是經濟社會發(fā)展的基礎。但由于過去長期粗放式經營開發(fā),礦業(yè)在為我國社會主義建設做出巨大貢獻的同時,也給生態(tài)環(huán)境造成了嚴重危害。尤其是露天開采的礦山,地面剝離開采,明顯擾動和破壞生態(tài)環(huán)境與景觀,到處留下坑坑凹凹,片片斑禿。因此,在當前嚴格環(huán)保要求下,必然首當其沖,成為嚴勵整治的對象。有些地方甚至采取“一刀切”措施,認為露天開采是破壞和污染環(huán)境的“罪魁禍首”,勒令露天礦山一律關停。這種做法雖然可能是一時之策,但對礦產資源的開發(fā)和企業(yè)的生存發(fā)展亦造成了較大影響。在當前綠色礦山建設中,必須要科學對待,認真處理。

一、礦產資源開采的兩種方式
從古至今,人類從自然界獲取礦產,一般都采用兩種方式:即地下井工開采和露天開采,或井工—露天聯合方式開采。而其中露天開采往往更受青睞。
露天礦開采是把覆蓋在礦體上部及其周圍的浮土和圍巖剝去,把廢石運到排土場,從敞露的礦體上直接采掘礦石。當礦體埋藏較淺或地表有露頭時,應用露天開采比地下井工開采更為優(yōu)越。故而在采礦學中往往提倡“可露天開采的盡量不用地下井工開采”。
按地形和礦床埋藏條件,露天礦山可分為山坡露天礦和凹陷露天礦;按開采工藝,可分為機械開采和水力沖采兩類。水力沖采僅用于開采松軟礦床,使用廣泛的是機械開采。機械開采的露天礦,把礦巖劃分成一定厚度的水平分層(臺階),自上而下逐層進行剝離和采礦。
二、露天開采的優(yōu)越性與問題
露天開采具有開采規(guī)模大、基建時間短、機械化程度高、生產效率高 ( 特別是采礦回采率較高,可達90%以上 ) 和作業(yè)條件好等優(yōu)點。在礦產資源開發(fā)中,只要礦床賦存條件符合,一般都優(yōu)先采用露天開采方式。
但露天開采也會帶來以下問題:一是挖損占用大量土地,對生態(tài)環(huán)境擾動與破壞影響較大;二是露天開采要剝離地表巖土,需要建設較大規(guī)模的排土場,不但壓占大量土地,還會引發(fā)揚塵,污染土地、大氣和水體;三是露天開采形成的凹坑,尤其是隨著采場的延深,露天礦邊坡暴露面積越來越大,其不穩(wěn)定因素愈來愈大。由于地質構造、邊坡巖體、地表水地下水作用等原因,易誘發(fā)滑坡、塌陷、水土流失、泥石流等一系列地質災害,又會引起地面變形及周邊地區(qū)的工業(yè)企業(yè)和居民建筑的安全。四是露天開采對生態(tài)環(huán)境的破壞,修復治理難度大、成本高。
三、我國露天采礦現狀及存在問題
露天采礦的優(yōu)越性使其成為礦產資源開發(fā)中的首選方式。據資料報道,我國露天開采礦山眾多。目前,鐵礦露天開采的占77%,有色金屬礦露天開采或露天—地下聯合開采的占52%,化工礦山露天開采的占70%,建材礦山幾乎100%為露天開采。按現有礦山生產能力計算,露天鐵礦約占90%,露天有色金屬礦占46%,今后還有增長的趨勢。
就煤礦來說,2017年數據:我國煤礦7662座,總產能53.08億噸/年。其中,井工礦7223座,產能43.86億噸/年;露天礦439座,產能9.22億噸/年。近期,國家能源局公布的數據:截至2018年12月底,全國擁有安全生產許可證等證照齊全的生產煤礦3373處,產能35.3億噸/年;已核準(審批)、開工建設煤礦1010處(含生產煤礦同步改建、改造項目64處)、產能10.3億噸/年,其中已建成、進入聯合試運轉的煤礦203處,產能3.7億噸/年。盡管沒有公布其中露天煤礦的數量和產能,但估計應會高于2017年的數據。值得指出的是我國最大露天煤礦----山西朔州安太堡露天煤礦,儲量126億噸,目前年產量5000多萬噸,至少還可開采200年。
目前,我國主要大型礦山露天采礦技術:在露天礦陡幫開采、高臺階開采、穿爆技術方面發(fā)展迅速并具有一定技術優(yōu)勢,部分技術達國際領先水平。在露天礦山運輸系統、設備大型化、自動化方面已接近國際先進水平。但從整體來看,大多數露天礦山存在以下問題:
一是生產規(guī)模小、開采工藝落后。許多露天采場由于最終境界的不確定性造成開采的盲目性。一開始就將臺階推進到最終境界是盲目和不符合客觀規(guī)律的,嚴重影響開采的總體經濟效益。隨著露天采場逐漸進入深凹,開采條件不斷惡化。
二是露天開采條件越來越差。我國重點露天礦山大都進入深部開采,采場空間逐漸縮小,線路展線非常困難 。隨著采場的延深,運距增加,運輸周期增長,重車上行的路段逐漸增加,嚴重影響運輸效率。這些因素導致礦山成本大幅度增加,目前多數礦山的運輸成本占作業(yè)成本40%左右。
三是技術裝備水平落后,設備更新困難,生產成本較高。許多大型露天礦主要建于上世犯50~60年代,大部分設備陳舊,能耗高,效率低,自動化水平低,生產成本高,經濟效益差。
四是眾多的露天礦山,尤其是遍布全國各地的小型露采礦山,不規(guī)范開采,對生態(tài)環(huán)境造成嚴重危害。 生產過程中,隨著采場的延深,露天礦邊坡暴露面積越來越大,其不穩(wěn)定因素愈來愈大,易出現巖體滑坡,嚴重威脅采場。另外,排土場和尾礦庫不斷加高,不穩(wěn)定因素不斷增大,排土場滑坡和尾礦庫潰壩事故的隱患也在增加。
五是僅現存的上萬座廢棄露采礦山,成為當前生態(tài)修復和綜合治理的重點和難題。
四、科學對待,正確處理
露天礦山是客觀存在,是礦產資源開發(fā)的重要方式。對待露天礦山,僅從環(huán)保要求出發(fā)就“一刀切”全部關停,是不科學的,也是不現實的。但從生態(tài)文明建設的高度,加強對露天礦山科學管理、環(huán)境保護、科技創(chuàng)新,綠色發(fā)展,建設現代化綠色礦山則是十分必要的。為此,特提出如下建議:
一是要科學的認識和對待露天礦山,全面推進包括露天礦山在內的所有礦山企業(yè)的綠色礦山建設,才是從根本上解決生態(tài)環(huán)境保護的唯一有效途徑。
二是要加強對露天采礦的統一規(guī)劃與合理布局,在嚴格露天采礦準入準標的同時,嚴格要求從礦山生產設計開始,必須對整個生產過程中的生態(tài)環(huán)境保護與治理,尤其是閉坑后礦山生態(tài)修復與重建做出規(guī)劃,并按“三同時”原則嚴格實施,不留后患。
三是要提高礦山特別是露天礦山開發(fā)的準入門檻和標準。今后的新建露天礦山的生產能力必須達大中型以上規(guī)模,在確保安全環(huán)保的前提下,充分發(fā)揮露天采礦集約節(jié)約、機械化、自動化和智能化生產優(yōu)勢,提高露天采礦的規(guī)模效益、資源效益和經濟效益。
四是必須加強對現有露天礦山的治理整頓。對有條件的小型露天礦山加大整合重組力度,支持礦山企業(yè)做大做強,提高大型礦山企業(yè)的數量占比地位,盡快形成以大型礦業(yè)集團為主體的資源開發(fā)格局;對生產規(guī)模小、工藝技術設備落后、經濟效益差、嚴重破壞和污染的露天小礦山原則上應關停,並完成生態(tài)修復工作;確因地方經濟發(fā)展需要存在小型露采礦山,必須按綠色礦山建設標準進行規(guī)范化管理。
五是對目前最受關注的采石和砂石骨料露采礦山,建議各地按需求,統一規(guī)劃、重新布局,建設大型生產基地。實施統一管理、集中生產、統一銷售。同時,庅加快對關?;驈U棄礦山的生態(tài)修復和綜合治理。
六是要在數字礦山、開采監(jiān)控手段現代化及礦山現代管理等方面下功夫,加大科技投入和科技創(chuàng)新。露天采礦技術的發(fā)展趨勢是開采工藝連續(xù)化、集中化,提升機,裝備水平大型化、智能化,開發(fā)極深露天礦開采、無廢開采技術,建設數字化礦山等。