骨头杀手
一、国外矿山地质环境保护现状
矿山地质环境保护是生态环境保护的重要组成部分,国外发达国家在矿山地质环境研究与防治方面起步较早,20世纪70年代初已开展了矿山地质环境保护的系统研究,并提出了矿山环境保护及矿山复垦的方法;制定的环境保护法规也较为齐全、系统,对环境保护与防治的要求标准较高,如美、英、法、德及澳大利亚等国,他们在矿山开发设计中就有矿山环境保护的设计部分,在开采中的环境保护措施较为系统,执行也比较严格,对矿山生态环境恢复、土地复垦都有时空约定。它们将矿山环境影响评价制度付诸法的地位,制定法规,强化矿业开发与生态环境一体化进程。在矿业地质环境影响评价中,不仅在勘查阶段和采矿期间,而且在闭矿阶段及以后一定时期内都要预测生态环境影响。在整个矿山环境管理过程中把直接管制和经济手段有机结合,这也是目前国际矿山环境管理的发展趋势。
所谓直接管制,就是通过对采矿过程的管理,制定限制特定污染物的排放,或者在特定的时间和区域内采取限制某些活动的制度措施。其特征是:对污染排放或削减进行规定,采矿公司只能按规定行事。如果违章违规,采矿公司只能接受处罚以及法律诉讼。
所谓经济手段,就是确保经济政策和环境政策结合并且产生经济效益,具体包括收费、税收、可交易许可证等形式,保证更广泛、更有效地利用市场的力量。
如美国《露天采矿控制和复垦法》规定,要求矿山生产者在采矿许可证颁发之前,应支付履约保证金。保证金标准大致是每公顷土地为1500~4000美元。保证金种类包括现金、保证金债券、联合储备债券、联邦(或州)债券、商业信用证、不动产信托证书,或由银行、保险公司担保,承担责任。
加拿大在矿山环境治理和管理、整顿等方面在全球范围内树立了一个典范。早在20世纪,加拿大分别通过了《加拿大环境保护法案》(《the Canadian Environmental Protection Act,1999》)(简称CEPA,1999)和《加拿大环境评估法案》(《Canadian Environmental Assessment Act》)(简称CEAA),这两个法案以系统的、全面的、法律的形式对加拿大的矿山环境评估和环境保护进行了约束。
澳大利亚政府对采矿业也制定出了一系列完善的法规体系,他们首先将矿区复垦作为获得开采的先决条件,并根据政府颁发的《国家生态可持续发展战略》,确立预防为主的原则。如WesterMstralia州的矿业项目环境评价程序中明确规定:在采矿或矿山建设前,矿业主都必须提交矿山环境影响评价报告。
国外矿山环境管理体系的基本制度构成如图6-1。
其中,有以下几点经验值得我们借鉴。
图6-1 国外矿山环境管理体系框架图
(一)矿山环境影响评价制度方面
矿业项目的环境影响评价制度,就是在矿业项目规划阶段查明项目可能对所在地及邻近地区的环境带来的影响,据此提出或最大限度减轻其不利影响的措施。作为负责对矿业项目进行环境影响评价的主管部门对提交报告书进行审查,发表评审意见,并以此作为矿山管理部门审批矿山申请的基本依据,从而达到预防或减轻环境影响的目的。矿山环境评价,是政府管理部门审批矿山申请的基本依据。
(二)矿山闭坑计划方面
矿山闭坑计划是矿山环境管理中的重要部分,许多国家都要求矿业项目申请者提交矿地恢复计划,如美国煤矿开采恢复计划、南非的环境管理计划和加拿大安大略省“闭坑计划”等,都将矿地恢复纳入有关法规或计划中,成为矿山环境管理中的重要组成部分和实施政府管理的基础。因此,矿山在提交的“闭坑计划”报告书中,规定必须包括复垦的目标,可选择的复垦工程和技术,闭坑后所期待的矿山状态和影响评价,复垦的时间进度表,每一阶段的耗费资金进度,以及保证金附件等。
(三)环境许可证制度方面
环境许可证制度是政府以非市场途径对环境资源利用的直接干预的一种手段。在美国,环境许可证制度作为矿山环境保护管理体系中的一项重要内容,被作为矿山开发前必经的法律程序,对于末获许可证的矿山,不得进行开发活动。环境许可证附有相应的文件及附图,明确了矿业主在矿山环境保护和土地复垦方面的主要责任,如对建筑物的布局、废物排放、堆放地、矿山环境整治、土地复垦都有明确的要求和规定。
(四)矿山环境监督检查制度方面
矿山环境监督检查制度明确了矿山环境监督检查的具体执行者,省级监督检查员要不定期地抽查各市(州)矿产开采计划、环保计划和复垦计划的执行情况;市(州)政府的矿山环境监督检查员,要按照各自的分工,直接对管辖的煤矿和其他矿山进行监督检查。矿山企业设有专职的环保工程师,负责矿山的环境保护工作。
(五)环境恢复保证金制度方面
环境恢复保证金制度是要合理要求矿业公司提交保证金,增加矿业公司主动恢复由于开采行为所带来的环境损害,并通过保证金制度的实施,刺激矿业公司主动实现环境保护义务。每完成一个阶段的任务就退还部分履约保证金,不达到法规要求,就由主管部门对许可证实行冻结,并在法律法规允许的尺度内,给予一定的时间采取补救措施,进行改正。
(六)排污许可证制度方面
排污许可证制度被称为污染控制法的支柱,在各国环境法中被广泛采用,在国外是一种切实减少污染物排放的控制措施。在美国固定源污染排放管理政策体系中,许可证制度是核心政策手段。
(七)监督管理和执法制度方面
矿山环境保护的监督管理工作涉及面广,明确监督管理部门并严格执法,是搞好矿山环境的根本保障,国外发达国家经过几十年的摸索,已取得了较为成功的经验。
二、国内矿山地质环境保护现状
我国采矿历史悠久,目前已成为世界第三矿业大国。由于观念、法制、体制、管理等多方面的原因,历史矿山开采导致的矿山环境问题非常严重。改革开放以来,特别是近10年来,我国政府和人民在保护环境与发展方面做出了不懈的努力,矿山地质环境保护工作得到了高度重视。但总体来说,我国的环境保护管理起步比较晚。
1973年8月召开了《全国第一次环境保护会议》,使我国的环境保护事业进入一个新的发展时期。
1986年《中华人民共和国矿产资源法》颁布,确立了矿产资源开发必须贯彻“开发利用与环境保护并重,预防为主、防治结合”的方针。
1994年政府通过了《中国21世纪议程》,将持续发展列为我国经济与社会发展的战略方针和基本国策。
1996年,我国正式提出将科教兴国和可持续发展作为国家发展的基本战略,开始走入经济与环境发展的新征程。
自2000年开始,中国地质调查局组织并相继开展了一系列矿山地质环境调查与评估工作,如“全国矿山地质环境调查与评估”、“重点矿区环境地质问题专题调查”、“全国不同类型矿产开发环境地质研究”等,以及31个省市开展的矿山地质环境调查与评估工作。与此同时,国土资源部地质环境司2002年编写了《矿山地质环境调查技术要求》(讨论稿)、《矿山地质环境影响评价技术要求》(讨论稿),中国地质环境监测院2002年编写了《全国矿山地质环境调查技术要求实施细则》、《全国矿山地质环境数据库建设》,以及由西安地质矿产研究所2003年完成的《典型矿山地质环境调查方法研究》和《大型矿山地质环境调查与监测技术要求》。
2002年,在《国民经济和社会发展第十个五年计划纲要》中,明确要求加强矿山生态环境恢复治理工作。在《“十五”生态建设和环境保护重点专项规划》中,将矿山生态环境恢复治理列为重点工程内容。国土资源部已经开始利用“两权流转资金”安排一些矿山地质环境恢复治理项目。
到2003年11月,由国土资源部地质环境司、中国地质调查局、西安地质矿产研究所等单位发起并举办了“首届全国矿山环境保护研讨会”,出版了我国首部以矿山环境地质为主题的论文专辑《西北地质(2003年增刊)》。随着新建、扩建矿山项目对矿山地质环境影响评价制度的实施,以及矿山地质环境调查研究成果的不断积累,矿山环境地质学的理论建设正在逐步丰富和不断发展。
2007年召开了党的十七大,大会强调了“绿色发展”的重要性,并首次在党代会的政治报告中提出了“生态文明”的新理念。
2008年3月的“两会”上,把环境问题纳入国务院的重大决策中。2008年7月国土资源部、发展和改革委员会、环境保护部、国家安全生产监督管理总局共同下发了《关于加强废弃矿井治理工作的通知》。2008年8月《矿产资源法》修订第六稿,拟专章增加“矿山地质环境”一章,将矿山环境保护提到战略高度。
2009年3月5日,《矿山地质环境保护规定》出台,弥补了《矿产资源法》的立法不足,同年4月,发布实施了《全国矿山地质环境保护与治理规划》。
2010年,我国开始组织、创建“国家级绿色矿山”,推动矿山生态环境建设。
2013年12月,十三届三中全会召开,会上提出要紧紧围绕建设美丽中国,深化生态文明体制改革,加快建立生态文明制度,健全生态环境保护的体制机制,推动形成人与自然和谐发展现代化建设新格局。说明国家将生态文明建设提高到了一个新高度。
自2001年开始,财政部、国土资源部就安排资金用于矿山地质环境治理,主要解决历史遗留的矿山地质环境问题。2010年起三年内重点开展国务院确定的38个资源枯竭型城市的矿山地质环境治理工程。
经过几十年的努力,虽然取得了以上成绩,但也要清醒地认识到还有不少问题亟待解决。具体地说存在以下几方面的突出问题:
1)政府和社会对于矿山地质环境治理工作的认识尚未到位。很长一段时间以来,各级政府、各企业将GDP的增长率看作衡量自己工作成绩的主要指标,甚至是唯一指标。将发展经济与保护资源、保护环境绝对化、对立化,忽视、漠视对资源和环境的保护,结果造成巨大损失和严重后果。由于地方政府过分强调经济效益,忽视了土地的保护和资源的合理开发,结果造成了非常严峻和突出的矿山地质环境问题:土地破坏、水土流失、土壤退化、植被破坏、地质灾害频发、“三废”污染加剧等。
2)矿山地质环境治理的法制体系建设仍需加强。国外一些发达国家都有专门的法律或法律体系来确保矿山地质环境治理工作的顺利开展,但我国目前还没有一部专门的法律,这与我国的资源环境战略以及土地复垦的形势和任务不相适应。新修订的《土地管理法》、《矿产资源法》、《环境保护法》和制定的《煤炭法》、《铁路法》等法律中虽然都有矿山地质环境治理方面的相关规定,但仍有很多原则性问题无法得到解决。而且现有制度大多局限于矿山地质环境治理,即单一的事后控制措施,在矿产资源开发前的规划和采矿、冶炼中的环境保护则很少涉及。未在制度设计上走“事前预防、事中控制”的途径,单纯依靠事后的治理和问责,制度完善还需在理念上重新定位。
3)需要切实可行的措施保障矿山开采备用金的投入。在我国,由于缺乏矿山复垦保证金及废弃矿山复垦基金,使得矿山地质环境治理的资金渠道无法保持通畅。而且,对于计划经济时期遗留下来的矿山地质环境问题,有关各方也没有提出切实可行的解决方案。所以如何确保充足的资金来源是我们当前亟待解决的难题。
4)矿山地质环境治理工作需要在制度、机制等方面进一步创新。由计划经济转变为目前的社会主义市场经济,要做好矿山地质环境治理工作。首先要在理论上进行研究,结合国外发达国家的经验和我国国情,探索出切实可行的道路。其次要在协调机制、约束机制、监督机制等方面制定相应的配套政策,为矿山地质环境治理工作创造良好的制度环境。
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金属矿地下连续开采技术研究摘 要:改革以来我国的金属矿开采技术得到了很大的发展,尤其在金属矿地下开采方面生产工艺已经接近世界先进水平。本文系统介绍了金属矿地下连续开采的基本知识及开采工艺。并且例举了新疆金属矿地下连续开采的工程实例,对地下金属矿连续开采的目前状况进行了分析,以供广大矿业工作人员参考。 关键词:地下金属矿;连续开采;技术 一、金属矿地下连续开采的基本情况 采矿是通过矿堆的采准、切割和回采三个工艺流程将矿石从地下矿床开采出的过程。采矿方式分地上开采和地下开采两种。近年来,我国地下开采的金属矿山逐渐增多,地下开采的各个工序基本实现了由机械化操作取代手工作业,开采自动化程度明显提高。地下连续开采技术是我国目前地下采矿的先进技术。地下连续开采有两种主要方式,一是当矿体硬度较小时,开采时各个工序连续平行进行施工。二是当矿体硬度大时,开采时分成若干个施工段,不同施工段的各个工序连续平行进行施工,这需要在开采时做好各个工序间的协调工作。 国外地下采矿装备系列齐全,配套完整,机械化程度也高,从凿岩、装药到转运,全部实现了机械化配套作业,各道工序无需手工体力操作,无繁重体力劳动,装备无轨化、液压化、自动化程度较高。地下无轨采矿工艺是目前国际先进采矿工艺技术的标志。国外目前先进的采矿装备已完全实现了无轨化、液压化。在自动化方面,已成功地应用了无人驾驶、机器人作业等新技术。 二、金属矿地下连续开采工艺 1.在对大块矿岩开采时,为提高开采的效率,连续进行落矿、出矿、运输等工艺的回采施工。回采时采用前进式推进顺序,施工过程中不留矿柱。采用这种连续开采的工艺可提高开采效率,经济适用,方便矿块的控制管理和采矿设备调配,将来发展潜力很大。 2.在对地下矿石进行后处理时,采用专门的运输机连续进行矿石的出矿、转运、提升等工艺的施工。使地下矿石开采、运送达到一体化。采用这种工艺可以加快开采速度,近几年来,该工艺应用较广。 3.如果开采的矿岩硬度较大,开采具有一定的难度,可采用连续采矿机实现掘进、挖掘、落矿、出矿、转运等工艺过程的连续化施工。目前,有关专家对这种采矿工艺的研究取得了很大的进展,使其应用前景更加广阔。 三、金属矿山地下连续开采的问题及处理措施 我国自90年代以后,随着科学技术的不断发展,在地下连续开采技术研究方面取得了重大的突破,多项地下连续开采技术已经应用在矿山中。同世界先进国家相比,仍有一定的差距。目前矿山开采中还存在某些问题急需解决。有的矿山在采矿时,将采矿分为矿石和矿柱两个步骤,将收矿柱放在开采矿石后面。这种采矿方法存在如下不足之处:矿柱质量难以保证,所留矿柱截面形态各异,抗压强度低,易产生破坏。矿柱回收结果不理想,能正常回收的矿柱较少,不但浪费了资源,而且降低了采矿效率,延长了采矿作业时间,对地下采矿的经济效益产生很大影响。并且由于采矿步骤多,在管理上也产生许多困难。为了解决上述问题,有关专家不懈的努力,研究出地下连续开采无矿柱法。这种地下连续采矿施工方法如下:将步骤划分成矿段,不留矿柱,回采单元用矿段表示,采用将切割槽割在矿段中部,并把振动机布置在结构底部出矿的方法。矿石由振动车搬运,连续进行出矿、运矿的作业。崩矿过程中及时进行回填,平行进行采切、回采、充填的作业,使采矿工作连续不间断的施工。地下连续无矿柱采矿的实施,表明我国地下金属矿开采技术进入一个新的层次。使矿柱回收困难的问题得到很好的解决,加快了采矿的时间,避免了国家资源的浪费,提高了地下采矿的经济效益。由于减少了采矿步骤且使采矿各工序衔接紧密,连续不间断的开采,为采矿集中管理带来便利,使劳动效率大幅增长。回采时工序安排合理,连续开采,还解决了深部矿体开采时因为地压较大引起的围岩失稳问题。极大的促进了我国矿山开采的现代化进程。另外,地下连续开采的规范还不够完善,各地区对采矿的标准和要求还不统一,虽然重视开采新技术的研究,但对设备的配套及工艺的优化重视程度还不够,对新型设备的推广还不够完善。必须在有关部门的领导下,完善采矿规范标准,加强连续工艺的优化与设备的合理配套。建立与连续开采相适应的理论体系。在不断开发研制新型设备的同时,注重对新型设备的推广应用。使我国的金属矿地下连续开采进一步向现代化迈进。 四、地下连续采矿技术的应用 新疆某铁矿年产矿石能力20万吨。矿区属丘陵地带,气候干燥,夏季雨水较多,年平均降雨量1732.6毫米,冬季气温较低区域内未有大的河流,矿区地震烈度为6度。经勘察矿区深层土质为岩石,浅层为砂砾层。矿床为缓倾斜矿床,矿体为脉状矿体。地下开采的日产量为3000吨。采用地下连续开采方案,用胶带运输机连续运输,地下开采按由上往下的顺序开采。 将整个矿块划分为一个回采单元,矿块厚度即采场宽,相互采场之间不留矿柱,依次连续的进行采切、回采、充填三大工序,回采不允许在同一分层上进行,要分层进行,不同时进行相邻采场的采切。为避免开采时破坏四周土的应力,出现应力集中现象,影响围岩稳定,产生地面塌陷,设计对采空区采用非胶结充填方式处理,可以消除塌陷的危险。这种充填方式工程量较大,生产效率低,回采操作不便。后经专家研究决定,采用连续帷幕随时充填技术。该充填工艺施工时不留矿柱,开采各工序连接紧密,连续性好,而且作为支护的可压缩金属支座支护能力好。确保了采矿的安全,为出矿、转运和充填提供了方便。能对采空区进行及时迅速的回填。此采矿技术开采时采用将整体矿脉一体推进方式。主要的采切工程有:底盘转运巷道、切割巷、出矿漏斗及切割天井。地下连续采矿技术将回填空区用矿岩分离出的废石回填,采用了先进的矿浆输送方式。将深孔连续采矿技术、矿岩分离技术、矿浆输送技术等工艺与技术综合起来应用,实现了回采的高效率,经验证经济效益和社会效益良好。 五、金属矿地下连续开采未来的发展 我国的金属矿地下开采技术和过去相比虽然有了很大的进步,但要赶上并超过世界先进水平尚需不断发展,地下金属矿开采的大型化、数字化、连续化将是未来发展的主要方向。在采矿技术发展的同时需考虑社会效益和经济效益,研制并应用适合地下金属矿连续开采的技术,使矿山的开采与四周生态环境相谐调。有关部门还需组织专家加大对矿岩应力的研究,增加围岩的稳定性,以提高地下开采的安全性。还要加大对充填采矿法的推广力度,并且坚持朝快速化、环保化的方向发展。 六、结语 随着社会的发展,我国的采矿技术也不断进步。其中金属矿地下连续开采的技术已经接近世界先进水平,基本实现了金属矿地下连续开采的连续化和机械化。如何使我国的金属矿地下连续开采技术取得更大的进步,研究出更先进的金属矿地下连续开采技术,仍是广大矿业技术人员今后的努力目标。
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