抚顺东露天矿绿矿山可持续发展形势分析
夏寿亮;吴明轩;赵英拓
【摘 要】针对现阶段我国露天开采煤炭资源的现状及发展趋势,分析了露天采矿对环境所造成的不良影响,在此基础上进一步分析了东露天矿绿开采形势.
【期刊名称】《露天采矿技术》
【年(卷),期】2017(032)007
【总页数】3页(P74-76)
【关键词】绿矿山;环境;持续发展;采矿
【作 者】夏寿亮;吴明轩;赵英拓
【作者单位】抚顺矿业集团有限责任公司东露天矿,辽宁 抚顺 123000;抚顺矿业集团有限责任公司东露天矿,辽宁 抚顺 123000;抚顺矿业集团有限责任公司东露天矿,辽宁 抚顺 123000
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【正文语种】中 文
【中图分类】X22
矿山的绿开采技术最早是针对井工矿开采提出的，主要是针对煤矿井工的保水开采、充填开采、煤与瓦斯共采、煤炭地下气化等就具体环节形成的绿开采的技术体系。相比较井工开采，露天矿山开采在生产能力、生产效率、建设速度上都更具有明显的优势。
随着市场经济的进一步发展，市场对露天采矿的矿产资源需求量越来越大，露天矿的发展趋势也逐渐走向大规模、开采设备大型化。露天矿的大规模发展破坏了所在地的自然环境，制约了经济的可持续发展。因此，在保证经济开采、合理开采的前提下，有必要进一步探讨露天矿山的绿开采技术，以实现资源开发与自然环境的协调发展。
露天采矿开采的实质就是大量矿岩的移运过程，以抚顺东露天矿为例，将油母页岩富矿运至炼油厂，将贫矿、冲积层、绿土等剥离物运至西坑内排土场。采矿过程中，破坏了地表地貌、改变了该区域原始的生态环境。露天矿山开采对自然生态环境的影响主要有以下5个方面：
1.1  露天采对土地的影响
东露天矿山在开采过程中所产生的剥离物由第四纪冲积层沙土、绿泥岩、油母页岩贫矿和煤矸石组成。固体废物对土地资源的影响主要是对现有土地的压占。
1.2  露天采矿对水资源的影响
东露天煤田开采项目的水污染源及水质采用收集资料和现场实测的方法进行，类比对象为抚顺矿业集团西露天矿。东露天矿主要的污水排放来源是矿坑内采场排水、煤泥水和生活污水。露天矿采区浅排水系统容易改变地下水给、排条件及自然流，影响大气水循环均衡转化关系。此外，排土场剥离物溶水渗入地下可能会造成矿区地下水资源的污染，导致水体无法灌溉作物及饮用，造成水资源稀缺。
1.3  露天采矿对周围空气质量的影响
露天采矿过程中，大气污染物主要是来自穿孔及爆破作业、运输、物料堆放等过程产生的粉尘。部分剥离物含有自燃物质，当温度适宜时，剥离物与氧气接触易发生自燃现象，燃烧后产生CO、SO2等气体。采区的粉尘主要是对坑内作业环境的污染，对外部环境影响相对较
小。
1.4  露天采矿诱发的地质灾害
露天采矿生产过程中会对该地区原始地貌造成较大的破坏，以抚顺东露天矿为例，由于东露天矿恢复开发后，其南北帮的地表开采境界需要在现有基础上外扩，对原始地貌产生一定程度的扰动和破坏。造成水土流失的途径主要是风蚀和雨水冲刷。抚顺矿区大风天较少，风力也较小，风蚀作用较小。雨水冲刷是造成水土流失的主要途径。
1.5  露天采矿产生的噪音危害
露天矿生产过程中噪音源主要有钻机、电铲、电机车、爆破作业噪声，采掘设备工作时噪声约为92 dB（A），穿孔设备工作时噪声为 93 dB（A），电机车为92 dB（A）。在铁路沿线30 m处居民的人将受到噪声的影响。
绿开采是指以矿山安全、经济、高效生产前提下，统筹露天矿生产对自然环境的影响，充分利用现有资源，尽可能地减轻露天采矿对周围环境影响，使露天矿山形成“高效率、低能耗、低污染”的生产模式，促进矿山企业的可持续发展。
2.1  开采工艺与设备选型合理化
露天开采工艺与设备选型是露天矿设计的首要也是最重要环节，其合理与否直接影响到露天矿的初期投资、开采成本、露天矿投产、达产年及服务年限。从东露天矿的开发条件和矿区的实际情况看，东露天矿采用单斗电铲-铁道运输方案是最优的：①油母页岩矿层走向较长适合采用单斗电铲-铁道工艺生产，技术上可行；②历史悠久的西露天矿一直单斗电铲-铁道运输工艺，生产过程中积累了丰富的生产经验，不需要专门培训管理人员和技术工人；③东露天矿开采可利用集团公司闲置的采矿设备，这样既盘活了矿区存量资产，又节省了巨额设备购置费。
目前抚顺东露天矿采用“以电代油”的清洁电铲-铁道开采工艺，最大可能的减小了油母页岩露天矿开采过程中对矿区及抚顺市区的污染影响程度。例如，条件符合的露天矿应尽量采用半连续开采工艺代替传统的单斗-卡车间断开采工艺。抚顺东露天矿使用电铲-铁道半连续开采工艺，符合绿矿山开采技术要求，为同行业其他矿山发展树立了典范作用。同时电铲、电铁运输大大减少了卡车燃油成本，既提高了经济效益又减少了环境污染。
2.2  提高矿石资源回采率
东露天矿开采资源为煤炭、油母页岩矿石，北帮主要以油母页岩开采为主。目前我矿将含油率在3.5%以上的油母页岩矿石作为富矿资源进行回收利用。经图纸切算，油母页岩富矿资源位于绿泥岩下部、油母页岩贫矿上部，呈东西走向，北倾向分布，但由于地质构造等原因，油母页岩富矿并不是规律分布。所以现场生产过程中如何有效准确的回收富矿资源是绿矿山开采的重要内容。
现在生产过程中为了保证富矿资源的准确有效回收，每月组织化验人员对不同油母页岩采区取样化验，对于符合含油率标准的页岩采区重点安排电铲进行采装作业。通过合理采区调配，优化组织采区采掘方向及采掘进度，最大程度回收富矿资源，减少富矿资源的浪费，最终达到提高富矿回收率。
2.3  优化南帮汽车运输系统
东露天矿南帮为主要汽车运输，南帮汽车运输系统连接北帮页岩采区、南帮煤炭采区及排土场等地点，该运输系统对生产起着尤为关键的作用，是各个生产环节的连接纽带。优化运输系统可以起到节省运距、提高运输效率的目的。目前，东露天矿南帮2号公路是连接入坑公路及西部坑底煤炭采区的重要枢纽，2016年全年组织对该公路实施降深调坡作业。东部泵站
公路在E10200—E9800区域已经足坡调整到位，2号公路采区在+30煤炭采区区间随采区降深逐步降深，位于E8400—E7800区间的2号公路采区组织拓宽优化该段公路系统，使之与西部坑底+3 m水平采区公路有效连接。通过2号公路采区的优化调整，全面提高我矿公路运输系统的运输效率，为绿矿山的持续发展提供基础保障。
2.4  矿坑废水的综合利用
东露天矿坑内排水主要由降雨汇水和第四纪冲积层涌水组成。排水经地面排水系统排入海新河，再入浑河。由于东露天矿坑内排水水质要优于海新河和浑河水质，所以东露天矿坑内排水可以起到对河水稀释的作用。
采场排水可作为坑下消火、除尘洒水、生活冲洗用、采掘场和排土场绿化等用水水源。选煤厂煤泥水等废水利用浓缩机加药混凝（聚丙烯酰胺高分子凝聚剂）、沉淀处理，浓缩机上清液洗煤循环使用，底流经压缩机压滤回收煤泥，滤液洗煤循环使用。
2.5  科学生产、有效组织采区生产接续
目前，东露天矿北帮上部为冲积层采区、绿泥岩采区及油母页岩富矿采区，下部为油母页
岩贫矿采区及煤炭采区。冲积层剥离台阶有新材E1、新材E2，绿泥岩采区有63站配出的4条采掘线路及32站配出的4条采掘线路，富矿采区由48站配出48E5级48E6，22站配出的2条采线等。在组织生产作业过程中，为了保证富矿资源的持续供应，必须对采区进行科学合理的规划设计。每月底对坑采区面貌进行验收绘图。通过图纸切断，得出富矿开拓储量、露出量的生产数据，通过对该数据进行综合分析，权衡生产关系，进而组织下个月的生产作业。通过科学的测算及设计，可以充分保证富矿资源的持续供应。通过每个月的测量验收，对东露天矿边坡到界情况及边坡稳定情况进行测算分析，全面掌握边坡数据，这对保障露天矿的安全生产至关重要。科学的组织生产，最大限度提高生产作业效率，对于绿矿山的持续发展意义重大。
2.6  露天矿山采矿与环境修复一体化
露天矿开采破坏了采区原始环境，因此要实现矿山绿开采就要把生态修复与采矿生产有机结合。东露天矿在剥离作业时，表土单独存放。东舍场、西露天矿内排土场的物料组成主要有绿泥岩、油母页岩贫矿、底板页岩、凝灰岩、玄武岩；排土场的物料组成主要有绿泥岩、废页岩、凝灰岩、玄武岩、煤矸石；东舍场、排土场物料上覆盖单独存放的第四纪表土，
覆土层厚0.5 m。表土肥力较高，适于植物生长。西露天矿内排土场回填结束，恢复原地貌后，宜覆盖一层表土，表土层厚0.3～0.5 m。
露天矿绿开采技术是未来采矿发展的趋势，环境是人类赖以生存的家园，只有将采矿生产与环境保护有机结合、融为一体，才能在矿山绿开采道路上越走越远，才能带来更大的经济效益、社会效益。露天矿山在实施绿开采的同时，应因地制宜，根据自身特点形成各具特的绿开采模式，矿山绿开采是确保矿山可持续发展的重要保障。
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