隨著“雙碳”目標的提出，“十四五”時期將是我國經(jīng)濟社會發(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。

我國礦業(yè)的高質(zhì)量發(fā)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(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)修復與治理研討會上表示，要從推進綠色礦業(yè)建設和礦山生態(tài)修復治理兩方面入手，實現(xiàn)我國礦業(yè)綠色高質(zhì)量發(fā)展。
 

中國工程院院士、北京科技大學教授 蔡美峰

蔡美峰認為，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)濟發(fā)展形態(tài)。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(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，必須采用先進可行的技術(shù)和方法，進行礦山生態(tài)環(huán)境的修復和治理。

1綠色礦業(yè)建設必先從綠色開采做起

蔡美峰認為，發(fā)展綠色礦業(yè)、建設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(huán)境與生態(tài)系統(tǒng)影響及破壞進行充分評估，通過科學設計并采用先進技術(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。要有效控制礦山地壓活動、維護地表和地下巖層穩(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)的嚴重破壞。

“采礦、選礦產(chǎn)生大量廢石、尾礦，它們是持久并嚴重的污染源。”蔡美峰說，要以精準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。蔡美峰認為，實施采選一體化技術(shù)，如礦漿輸送技術(shù)，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(yōu)點，是一項有利于環(huán)境保護的技術(shù)。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(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用，消除了尾礦庫產(chǎn)生各種自然災害的根源。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。”

“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墾、綠化、防治水土流失等保護礦山生態(tài)環(huán)境的活動，如果等采礦全部結(jié)束、生態(tài)環(huán)境已被嚴重破壞再做治理，代價太大，而且達不到恢復自然生態(tài)環(huán)境的效果。”蔡美峰表示。

2礦山生態(tài)環(huán)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(huán)境與生態(tài)系統(tǒng)的影響及破壞進行充分評估，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)、建筑物設施等。要通過科學設計，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。

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、破壞貫通等嚴重破壞環(huán)境的災害事故的發(fā)生。

“露天采礦對環(huán)境的影響范圍大，可造成的災害類型多，從保護環(huán)境和生態(tài)的角度考慮，應盡可能將露天開采變?yōu)榈叵麻_采。”蔡美峰說。

土地復墾是礦山生態(tài)修復的主要舉措，服務于環(huán)境整治和農(nóng)地保護與恢復兩個目標。

蔡美峰說，土地復墾技術(shù)主要可分為物理工程技術(shù)、化學技術(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(qū)自然環(huán)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(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)。尾礦造地復墾工程。尾礦屬于無機物質(zhì)，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(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。

土地復墾化學技術(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(shù)主要是林草種植。在選擇樹種、草種時，必須根據(jù)當?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(shù)，在生態(tài)環(huán)境良好的復墾區(qū)注重采前生境保護、采后生境恢復；生態(tài)環(huán)境脆弱區(qū)更應注重生境保護，采后進行復墾工作時，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)修復綜合技術(shù)時，蔡美峰認為，生態(tài)修復以污染控制、生態(tài)價值、生物多樣性、環(huán)境效益、景觀改良等為目標和評價指標。主要技術(shù)有：

01被污染土壤治理技術(shù)

主要包括物理、化學和生物三類修復技術(shù)。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(zhì)改變土壤性質(zhì)；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。

02土地整治與復耕技術(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)復耕覆土之用。應根據(jù)不同情況，采取土地整治和覆土措施，恢復耕地功能。

03水均衡系統(tǒng)保護技術(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。

04廢水治理技術(shù)

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(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。化學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(tài)或氣態(tài)的無機物和有機物轉(zhuǎn)化成微毒、無毒的物質(zhì)，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。

05植被恢復技術(shù)

根據(jù)當?shù)厍闆r，選擇根蘗性強，生長迅速，耐干旱貧瘠的適生樹種，以保護現(xiàn)有植被為主，開展植樹造林、還林還草生態(tài)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(tài)文明建設必須擺在發(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、推進生態(tài)文明建設的重要實踐。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。這是新時代保護生態(tài)環(huán)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(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環(huán)境為基礎的循環(huán)經(jīng)濟發(fā)展之路，礦業(yè)可持續(xù)發(fā)展才能得以實現(xiàn)。”蔡美峰說，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)文明建設擺在發(fā)展全局的高度位置。

“ 全國范圍的生態(tài)環(huán)境整治和綠化建設，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。建設綠色礦山，發(fā)展綠色礦業(yè)責任重大，意義深遠，也是中國礦業(yè)實現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展的必由之路。”蔡美峰最后表示。