今年4月，自然資源部、生態(tài)環(huán)境部等七部門聯(lián)合印發(fā)了《關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)綠色礦山建設(shè)的通知》，綠色礦山建設(shè)由示范引領(lǐng)作用階段進(jìn)入了全面推進(jìn)的新階段，標(biāo)志著綠色礦山建設(shè)駛?cè)肟燔嚨?。露天礦有其自身的獨(dú)特性，同樣面臨著推進(jìn)綠色礦山建設(shè)的緊迫任務(wù)。
 

截至2022年底，我國(guó)露天煤礦的產(chǎn)量約為10.57億噸，全年累計(jì)剝采量達(dá)到72億立方米左右，全國(guó)正常生產(chǎn)建設(shè)的露天煤礦，每天約有3萬(wàn)臺(tái)采掘運(yùn)輸設(shè)備投入生產(chǎn)。在如此高產(chǎn)能、高設(shè)備數(shù)量、高土地開(kāi)挖與征占、高生態(tài)擾動(dòng)的條件下，單一、落后的開(kāi)采方式和開(kāi)采理念已不適應(yīng)露天煤礦發(fā)展要求。

加強(qiáng)綠色礦山建設(shè)是礦業(yè)領(lǐng)域生態(tài)文明建設(shè)的有力抓手，是實(shí)現(xiàn)人與自然和諧共生的必然要求。礦山企業(yè)應(yīng)深入研究現(xiàn)代露天煤礦安全—綠色—高效—低碳協(xié)同開(kāi)采技術(shù)體系按照標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，在礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)全過(guò)程保證礦區(qū)及周邊生態(tài)環(huán)境擾動(dòng)在可控范圍內(nèi)，建設(shè)礦區(qū)環(huán)境生態(tài)化、開(kāi)采方式科學(xué)化、資源利用高效化規(guī)范化、礦區(qū)社區(qū)和諧化的綠色礦山。

■露天煤礦綠色礦山占比低

當(dāng)前我國(guó)大型特大型露天煤礦采煤以半連續(xù)工藝為主，中小型露天煤礦采煤以單斗—卡車間斷工藝為主。從開(kāi)采工藝可知，目前露天煤礦存在開(kāi)采工藝單一、 運(yùn)輸燃油消耗大、外包設(shè)備小型化等問(wèn)題。

從標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)情況來(lái)看，我國(guó)正常生產(chǎn)建設(shè)的257處露天煤礦中，標(biāo)準(zhǔn)化露天礦211處，占比為82.10%，其中，一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)化煤礦33處，二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)化煤礦131處， 三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)化煤礦47處；未評(píng)定為46處。不難看出，我國(guó)仍需進(jìn)一步提升露天煤礦標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)比例，特別是提升一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)化露天煤礦數(shù)量。

露天煤礦綠色礦山建設(shè)，雖取得了顯著成效，但整體綠色礦山數(shù)量少，占比僅為全國(guó)露天煤礦總數(shù)的 5%?？梢?jiàn)綠色露天煤礦建設(shè)工作仍需解決關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題。

在推進(jìn)智能化建設(shè)方面，2023年國(guó)家能源局公布國(guó)家智能化示范煤礦（第1批）共計(jì)47處，其中5處露天煤礦處于智能化中級(jí)水平。全國(guó)已有30余處露天煤礦開(kāi)展無(wú)人駕駛技術(shù)應(yīng)用，300余臺(tái)無(wú)人駕駛車輛在露天煤礦試驗(yàn)研發(fā)應(yīng)用，大型、特大型露天煤礦開(kāi)展無(wú)人機(jī)內(nèi)外業(yè)測(cè)量工作，露天煤礦智能化裝備應(yīng)用已達(dá)到500余臺(tái)套。

當(dāng)前露天煤礦智能化建設(shè)水平參差不齊，大型、特大型露天煤礦開(kāi)展無(wú)人駕駛、無(wú)人機(jī)測(cè)量、智能機(jī)器人巡檢、智能鉆爆、無(wú)人值守、遠(yuǎn)程控制等智能化裝備與技術(shù)應(yīng)用；而小型露天煤礦智能化建設(shè)主要停留在數(shù)據(jù)采集、存儲(chǔ)與統(tǒng)一集中展示方面?？傮w來(lái)看，露天煤礦智能化建設(shè)取得了積極進(jìn)展，但生產(chǎn)輔助決策能力較弱。

■實(shí)現(xiàn)安全綠色高效低碳目標(biāo)

露天煤礦建設(shè)總體目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展人與礦區(qū)的和諧共生，建設(shè)安全高效技術(shù)與新發(fā)展理念協(xié)同的現(xiàn)代化露天煤礦。露天煤礦綠色礦山建設(shè)總體架構(gòu)分成4層，依次是安全、綠色、高效、低碳。

安全是基礎(chǔ)，是架構(gòu)的底層支撐，在建設(shè)安全—綠色—高效—低碳的整個(gè)環(huán)節(jié)中，需要保證生產(chǎn)環(huán)節(jié)中的人員安全、設(shè)備安全、職業(yè)衛(wèi)生安全；綠色涵蓋開(kāi)發(fā)之前的綠色勘探、綠色規(guī)劃和綠色設(shè)計(jì)；生產(chǎn)之時(shí)的環(huán)境監(jiān)測(cè)、排土規(guī)劃、水源治理、協(xié)同復(fù)墾、電轉(zhuǎn)油替代等內(nèi)容，閉坑之后的循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、土壤保護(hù)、礦區(qū)持續(xù)監(jiān)測(cè)與復(fù)墾等內(nèi)容；高效包括先進(jìn)的開(kāi)采理念、生態(tài)理念、治理理念、開(kāi)采方法、工藝技術(shù)以及開(kāi)采裝備；低碳是在露天煤礦生產(chǎn)環(huán)節(jié)形成新的低碳環(huán)節(jié)，形成露天煤礦各環(huán)節(jié)新動(dòng)能，最終形成露天煤礦融合發(fā)展新模式。

■加快推進(jìn)露天礦綠色礦山建設(shè)

我國(guó)露天煤礦資源開(kāi)發(fā)強(qiáng)度與生態(tài)承載力呈現(xiàn)逆向發(fā)展特征，西北部生態(tài)環(huán)境脆弱區(qū)已成為露天煤炭的主產(chǎn)區(qū)，使得露天煤礦開(kāi)采與生態(tài)環(huán)境保護(hù)成為亟需解決的科學(xué)、生態(tài)發(fā)展問(wèn)題。針對(duì)露天煤礦全生命開(kāi)采周期特點(diǎn)，建議從安全開(kāi)采技術(shù)、綠色開(kāi)采技術(shù)、高效開(kāi)采技術(shù)、低碳開(kāi)采技術(shù)4個(gè)層次，時(shí)效邊坡控制技術(shù)、智能預(yù)警決策技術(shù)、運(yùn)輸環(huán)節(jié)新模式、礦區(qū)生態(tài)建設(shè)、相鄰礦山協(xié)調(diào)開(kāi)采、智能采礦設(shè)計(jì)、電動(dòng)礦卡應(yīng)用以及采礦源頭生態(tài)減損8項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，推進(jìn)綠色礦山建設(shè)。

安全開(kāi)采技術(shù)層

邊坡是露天煤礦的重要組成部分，邊坡的穩(wěn)定與否直接影響露天煤礦安全生產(chǎn)與平穩(wěn)接續(xù)。由于邊坡的服務(wù)年限、地質(zhì)條件、暴露周期不同，采場(chǎng)邊坡同一方向的邊坡穩(wěn)定邊坡角也存在差異。在分析露天邊坡的時(shí)效穩(wěn)定性時(shí)，需要充分考慮邊坡中軟弱巖體隨時(shí)間發(fā)生蠕變的過(guò)程中力學(xué)參數(shù)逐漸被弱化的性質(zhì)，根據(jù)邊坡時(shí)效穩(wěn)定性分析結(jié)果動(dòng)態(tài)調(diào)整邊坡巖體的暴露時(shí)間，保證邊坡在暴露時(shí)間內(nèi)保持穩(wěn)定。邊坡控制開(kāi)采技術(shù)需要對(duì)邊坡巖體進(jìn)行地質(zhì)構(gòu)造的深度分析，結(jié)合邊坡三維空間形態(tài)及采礦設(shè)計(jì)開(kāi)采方案，基于連續(xù)介質(zhì)力學(xué)的離散元等方法，揭示邊坡角與邊坡位移關(guān)系，以此來(lái)指導(dǎo)露天煤礦安全生產(chǎn)及邊坡治理。

針對(duì)露天煤礦面臨的邊坡、設(shè)備碰撞、采空區(qū)等安全問(wèn)題，應(yīng)建立智能監(jiān)測(cè)預(yù)警與專家決策分析系統(tǒng)，在數(shù)據(jù)資源存儲(chǔ)池中建立原始庫(kù)、資源庫(kù)、主題庫(kù)、專題庫(kù)、配置庫(kù)等實(shí)體庫(kù)，利用大數(shù)據(jù)、信息化、智能化技術(shù)提高事故風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)預(yù)警精度。同時(shí)，針對(duì)異常風(fēng)險(xiǎn)，進(jìn)行預(yù)警信息的處置和閉環(huán)管理。根據(jù)露天煤礦的監(jiān)測(cè)預(yù)警等相應(yīng)業(yè)務(wù)應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)對(duì)露天煤礦多源異構(gòu)數(shù)據(jù)的采集、存儲(chǔ)、共享。

綠色開(kāi)采技術(shù)層

礦區(qū)生態(tài)建設(shè)要從生態(tài)全要素（水、土、大氣、植被、景觀）角度出發(fā)，重點(diǎn)解決草原地區(qū)土地復(fù)墾、植被恢復(fù)，加強(qiáng)對(duì)礦區(qū)地下水監(jiān)測(cè)、粉塵監(jiān)測(cè)、大氣監(jiān)測(cè)、抑塵技術(shù)以及土壤微生物再造、礦區(qū)整體景觀修復(fù)與再造等技術(shù)研究。對(duì)地表需要改道河流進(jìn)行改道后河道穩(wěn)定性、滲透性研究，促進(jìn)露天煤礦生產(chǎn)向 “開(kāi)采方式科學(xué)化、資源利用集約化、企業(yè)管理規(guī)范化、生產(chǎn)工藝環(huán)?；?、礦山環(huán)境生態(tài)化”方式轉(zhuǎn)變，實(shí)現(xiàn)露天煤礦資源效益、環(huán)境效益和社會(huì)效益的協(xié)調(diào)統(tǒng)一，進(jìn)一步推動(dòng)露天礦區(qū)生態(tài)建設(shè)。

高效開(kāi)采技術(shù)層

由于露天煤礦開(kāi)發(fā)規(guī)劃原因，往往會(huì)出現(xiàn)同一礦權(quán)內(nèi)，相同礦權(quán)人和不同礦權(quán)人的相鄰露天煤礦端幫壓煤嚴(yán)重的情況，當(dāng)相鄰煤礦同時(shí)內(nèi)排壓幫時(shí)，造成礦權(quán)內(nèi)相鄰露天煤礦永久壓煤。因此，端幫煤回收、治理是露天煤礦需要解決的問(wèn)題。已經(jīng)開(kāi)采的相鄰露天煤礦，需要結(jié)合各自開(kāi)采情況，進(jìn)行協(xié)調(diào)開(kāi)采全流程技術(shù)研究；研究端幫貫通程序及貫通期間端幫邊坡的穩(wěn)定性，內(nèi)排土場(chǎng)穩(wěn)定性等；優(yōu)化貫通采場(chǎng)后的運(yùn)輸路線、采運(yùn)排物料流分配機(jī)制；建立資源回收經(jīng)濟(jì)置換的分配機(jī)制，對(duì)相鄰端幫回采資源按照當(dāng)年售價(jià)、成本進(jìn)行當(dāng)年、當(dāng)量折算分配補(bǔ)償。

另外，可視化、穩(wěn)定化的采礦設(shè)計(jì)軟件平臺(tái)研發(fā)應(yīng)用是提高礦山生產(chǎn)設(shè)計(jì)效率的重要手段。依托無(wú)人機(jī)影像數(shù)據(jù)來(lái)進(jìn)行露天煤礦測(cè)量和采礦設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)高效率出圖和提升設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的可視化效果。通過(guò)導(dǎo)入無(wú)人機(jī)數(shù)字高程模型影像數(shù)據(jù)，在影像圖中，任意繪制開(kāi)采區(qū)域，根據(jù)開(kāi)采范圍業(yè)務(wù)需求，實(shí)現(xiàn)采動(dòng)區(qū)域的快速算量。對(duì)短期計(jì)劃各設(shè)備的采動(dòng)范圍循環(huán)往復(fù)計(jì)算后，短期計(jì)劃以更加直觀的方式呈現(xiàn)，提升采礦設(shè)計(jì)效率、設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的執(zhí)行率以及設(shè)計(jì)與生產(chǎn)的貼合度。

低碳開(kāi)采技術(shù)層

露天煤礦應(yīng)從采礦源頭生態(tài)擾動(dòng)減損，實(shí)施煤層精準(zhǔn)選采技術(shù)，根據(jù)露天煤礦煤層特點(diǎn)，優(yōu)化煤層爆破方式，通過(guò)優(yōu)化采煤程序，降低選采過(guò)程中煤巖交界處的矸石混入，提高煤炭回收率，降低煤炭損失，從開(kāi)采源頭實(shí)現(xiàn)低碳開(kāi)采與生態(tài)減損。

應(yīng)用電動(dòng)礦卡替代燃油礦卡運(yùn)輸可降低運(yùn)輸環(huán)節(jié)的燃油消耗和碳排放，讓運(yùn)輸環(huán)節(jié)更加綠色、低碳。參考國(guó)內(nèi)某大型露天煤礦電動(dòng)礦卡的實(shí)際應(yīng)用可知，載重90噸級(jí)電動(dòng)礦卡出動(dòng)率是柴油車的92.49%；電車能源費(fèi)用約為柴油車的30%，每年單臺(tái)電動(dòng)礦卡可減排1100余噸。

其他大型露天礦也在研發(fā)純電礦用自卸車、百噸級(jí)氫燃料電池與鋰電池混合動(dòng)力礦用自卸車等創(chuàng)新運(yùn)輸設(shè)備，以電代油，為礦山清潔運(yùn)輸再添新方案。

露天礦綠色礦山建設(shè)愿景露天煤礦發(fā)展進(jìn)程中，需要分級(jí)分類推動(dòng)露天煤礦安全—綠色—高效—低碳向縱深發(fā)展，到2035年全國(guó)露天煤礦要實(shí)現(xiàn)“ 三領(lǐng)先+十個(gè)百分之百”的特征衡量指標(biāo)。“三領(lǐng)先”即安全管理水平達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平、露天煤礦原煤生產(chǎn)人員效率達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平、噸煤能耗達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平。“十個(gè)百分之百”即排土場(chǎng)復(fù)墾率100%、原煤入洗率100%、污水處理率100%、煤矸石利用率100%、水土流失治理率100%、土壤重構(gòu)率100%、煤炭分區(qū)治理率100%、邊坡智能監(jiān)測(cè)接入率100%、采空區(qū)精準(zhǔn)探測(cè)實(shí)施率100%、小型設(shè)備電動(dòng)替代率100%。

總之，推動(dòng)露天礦高質(zhì)量發(fā)展，正確處理高質(zhì)量發(fā)展與高水平保護(hù)的關(guān)系，通過(guò)政府引導(dǎo)、部門協(xié)作、企業(yè)主建、社會(huì)監(jiān)督，將綠色發(fā)展理念貫穿于礦產(chǎn)資源勘查開(kāi)發(fā)全過(guò)程，切實(shí)提升礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)利用保護(hù)水平，全面推進(jìn)綠色礦山建設(shè)。