实现矿山生态与经济协调可持续性发展——谈我国非金属砂石矿业节能环保的高效应用
我国非金属砂石矿业需要加强节能环保的高效应用措施,促进产业早日实现高质量发展。
为解决矿山生态修复历史欠账多、现实矛盾多、投入不足等突出问题,2019年12月17日,自然资源部下发了《关于探索利用市场化方式推进矿山生态修复的意见》。同时,为提高砂石行业高质量发展,2019年11月11日,工业和信息化部与国家发展改革委、自然资源部、生态环境部等十部门联合发布《关于推进机制砂石行业高质量发展的若干意见》,针对机制砂石行业提出了具体的发展目标,明确机制砂石企业要坚持绿色低碳循环发展,按照相关规范要求建设绿色矿山；力争到2025年形成较为完善合理的机制砂石供应保障体系；培育100家以上智能化、绿色化、质量高、管理好的企业。意见及时出台,进一步加快推动我国非金属砂石矿业走向高质量发展。2019年6月28日,由中国工程院院士郝吉明、陈勇、金南和国务院参事蒋明麟、张洪涛等领衔专家组的国际生态经济协会绿色矿山环保专业委员会发布的我国首份《国家绿色矿山环境保护与高质量发展非金属砂石矿行业示范标准建设指南》,也为行业规范和高质量示范建设提供了范例。
在矿石开采过程中通过选用低噪声设备,在设备上加装阻尼材料、隔震材料、消声器等,减轻噪声源的产生；同时,矿区加强与周边村庄或居民区的隔离带建设,并对生产和运输时间进行合理调节和管理,避免扰民；采取全封闭装有隔音材料的骨料加工厂车间,可以程度地对生产过程中产生的噪声进行管控,程度将噪音控制在合理范围内,同时通过企地和谐措施、矿地党建基层密切联系等工作,做好生态文明共建、共创、共抓工作。
针对开发开采矿产资源可能破坏矿山及附近植被、影响生物生存环境、对区域物种多样性带来隐患等问题,可以对矿区所处生态环境进行长期监测,及时发现潜在的有害有毒物质,避免造成生态污染及环境影响,有效治理和改善矿区及附近地区的生态环境,为生物的生存和发展提供正常的空间；矿区动植物种类的变化情况,间接揭示了矿区生存要素(如空气、水源)等的变化状况,这也是砂石矿环境保护的目标之一,即加强保护矿区及附近地区的生物多样性,也是衡量大气环境、水体环境是否被破坏的重要体现。
矿山环境是指采矿活动影响到的大气环境、地表水环境、地下水环境、声环境、生态多样性等环境要素的集合,矿山环境保护问题是矿业活动与环境之间相互作用和影响产生的环境演变、破坏和污染等问题。
（作者简介：陈亚飞为国际生态经济协会绿色矿山环保专业委员会副主任委员；彭苏萍为中国工程院院士、中国矿业大学教授、博导）
砂石矿的环境保护措施,主要针对开采过程和生产过程,需加强对废气、废水、噪声、固体废物和生态环境方面的治理,以及对于生物多样性影响的预防和平衡。同时,结合新技术应用在矿山生态环境中的监测,形成总体上对于环境保护的管控体系,通过环境监测,准确、及时、全面地反映环境质量现状及生态影响发展趋势,为矿山环境管理、控制及监管污染源提供科学依据。
为更好地发挥矿山生态修复的激励作用,在保护绿水青山的同时,促进社会经济的高质量发展,应该对废旧矿山进行整合提升整治,按国家绿色矿山高质量标准进行建设,实现资源高效利用。矿山整合生态修复应遵循以下原则：一是以绿色开采,实现资源综合循环利用和零排放。二是以动态复绿、生态修复与环境再培养相结合,建设花园式矿区。三是以技术自动化、管理信息化,实现地质矿产资源储量利用的精准化管理。四是以复绿类型,按宜农则农、宜耕则耕、宜景则景的治理模式,实现土地集约,产城联动。地方政府更好地履行环保责任和社会责任,在资源开发、生态修复、土地利用、城市功能提升上有更大的作为。
随着我国对矿山资源整合趋势的发展,"规模小、数量多、效率低"的传统模式一定将会被淘汰、被革新,现有砂石矿企需要以绿色矿山高质量建设为契机,加快节能环保的全过程应用。
"十三五"期间,机制砂石行业发展取得很大进步,已占建设用砂石总量的近70%,但行业的高速发展暴露出很多问题。我国小型矿山占到绝大比例,而小规模矿山普遍存在成本投入不足、环保措施积极性不高等问题。当前行业在生产、管理、环保、生态可持续性等方面两极分化严重,部分企业生产机械化、自动化程度不高,环保措施不到位,不够注重矿山生态与经济的协调可持续性发展。另一方面,机制砂石产业结构调整加快,但产业集中度仍然偏低,行业绿色发展水平低,集约化和现代化水平不高,矿山复垦和生态修复、绿化等总体投入不高,很大一部分企业还存在粉尘、废水无组织排放问题,对低碳能源高效使用重视不够,以及亟待强化治理的固定源和移动源污染排放问题。总体来看,行业实现高质量发展和达到国家绿色低碳发展的总体要求,还存在较大差距。
在开采过程中,采取新爆破工艺,如微差控制技术、电控能量集中释放技术等,通过采取精准化措施,利用减少爆破粉法,同时选择全自动化水雾增湿除尘、声波雾化降尘、磁化水降尘、预荷电高效喷雾降尘等技术,可有效减少开采过程中产生粉尘；在生产中,建立全封闭加工厂,内部配备高效粉尘收集系统,有利于厂内实施抑尘、降尘等措施；矿区不设置露天料场,料场装卸全部在封闭环境下进行,以杜绝大气污染；对于废水的治理,在开采过程中,采取循环再利用,同时还可以充分结合矿井积水作为补充,矿区生活用水经无害化处置后可用于场区绿化等利用措施,满足五个一百的指标要求,粉尘污染控制及不构成影响空气环境指标的污染源,使生活污水处理及无害化率、地表水环境质量达标率、废水循环再利用率、污泥无害化处理和利用率。
根据国家推进能源发展绿色低碳转型的要求,我国能源供能方式也向绿色高效、安全稳定、贴近用户、地取材的方向转变,砂石矿业需要建立能源低碳应用布局方案,建立全流程的能耗监测和核算体系；利用物联网、信息化和自动化技术管理系统,达到节能、省电、省钱的目的,这也是技术发展的必然趋势。
总体而言,我国非金属砂石矿业节能环保高效应用是行业走向高质量发展的必然要求,也是生态文明建设的需要；城市的发展与基础设施的建设离不开砂石原料,当前砂石行业面临的环保压力,以及部分地方对新项目上马不积极,甚实行"一刀切"叫停等措施,直接导致砂石供需的严重失衡；在国家层面,2018年办公厅发文要求督察检查减少50%,解决砂石行业督察工作名目繁多、频率过高等问题,为砂石行业营造宽松的政策环境；通过对砂石矿企实施节能减排,清洁生产,环境保护工作的专业化、标准化、绿色化、工业化、集约化、数字化、智能化,以及在过程中注重生态平衡、企地和谐等措施,建立行业示范体系,以节能环保、高效应用的理念,处理好砂石矿业开发、生产与生态保护之间的矛盾是非常必要的,同时也是具有现实性、紧迫性要求的。
在近几年关停整治推动下,砂石矿山规模和集中度有所改善,但超大型、大中型砂石矿山的数量仍然较少,仅占全部砂石矿山的5%,规模化、现代化还有待时日；对于生态环境从严要求方面,是选择全部关停简单措施,还是下大力气进行整治升级,地方政府的摇摆不定,让原本符合要求的一些大中型砂石矿项目搁置,也进一步激化了供需之间的矛盾,加大了整合的难度。
近年来,我国建材工业规模不断扩大,结构逐步优化,创新、绿色和可持续发展能力明显增强,对经济社会发展和民生改善发挥了积极作用。其中,砂石行业作为主要建筑材料行业,发展尤为迅速。
对于矿区和生活区的固废和垃圾,按工业和生活进行分类存放和管理,矿区开采及生产过程中的边料和余料已经实现资源化利用,主要的工业固废来源是解决好工程设备废油及储能电池等化学物质的无害化处置,要设置专门的封闭式存放场所加以危险废物标识,委托具有处理资质的第三方进行集中处理；生活垃圾应转运到市政集中垃圾中转站,统一处置；从源头治理和采取系统化、流程化的处置措施,不留任何隐患；通过建立花园式矿区,积极成为地方的展示窗口。
如何合理规划降低矿山开采、生产及整体运作过程中的能源消耗,实现节能、节电与经济效益同步运行,这不仅是矿企管理者必须考虑的事,还是行业必须重视、政府及主管部门必须抓好的问题。加强矿区在生产中的节能降耗和增效非常重要。例如,选用先进的节能高效工程机械,一次性投入长期受益；在自动化运行中,增加能量回收系统,对于落差较大的矿区,可以使用势能发电技术来节约电能；还可以在矿山开采过程中进行重力势能持续回收,提高能量循环利用效率,例如,矿料在自上而下的输送过程中,随着传送带上的矿料增多,矿料本身的重力沿传送带的分力逐渐增大,使传送带拉动滚筒加速旋转,这样可以将重力势能通过滚筒驱动发电机进行回收发电；另外,在开采工艺选择上,采用新型爆破技术和爆破能量增效措施；根据不同矿区的自然条件,可以选择太阳能、风能、地热能等,实现多能互补；推进运输环节的规划及交通工具的绿色低碳化,例如,从矿区到转运站架设封闭式管道运输或采取新能源运输工具等；此外,矿区还可以使用光电转换实现LED全自动照明及生活用电,有条件的企业还可以充分运用生物质能作为矿区的补充能源,用于供热或食堂供气等。总之,需要采取综合配套的措施和手段,形成全局化的矿区高效能源应用模式。
首先,砂石矿要以绿色开采为总体要求,结合清洁生产以及绿色仓储技术,实现源头和过程的绿色化和现代科技化总体布局,杜绝传统粗放的开发模式和生产方法。其次,通过技术手段,提高砂石资源化利用效率的水平,以高科技装备水平来提高单位生产效率,对于砂石开采和利用,要吃干榨尽,对于生产过程中产生的边料、余料实现利用,不留尾矿,全部变成资源化利用,如：石粉收集可用于生产水泥、混凝土,泥粉用于新型墙体原材料或矿区周边环保工程建设材料等；对于矿区的主、共、伴生资源在前期做好综合勘查,设置综合开采和利用方案,以优质优用、梯级利用为原则,提高综合效益为总目标。,对于开采中产生的表土和渣土,结合环境治理、管沟回填、原地貌恢复、土地复垦等使用；对于砂石料生产废水中的大量泥沙,采取污泥清理和脱水工艺,将水和泥沙分离后,分别资源化利用,泥沙用于周边生态利用。砂石矿来自生态资源,应全额加以利用。
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