贵州省某砂岩矿绿色矿山构建与实践

庞世凯

摘要：贵州省某砂岩矿矿山为实现可持续发展，基于绿色矿山的建设原则，厘清了自身建设现状，通过改善矿容矿貌、资源开发与综合利用、除尘防噪与节能减排、生态环境修复、数字化矿山与科技创新管理、社区和谐工程等6个方面建设实践，既实现了资源节约，又促进了地方经济发展；总结出的砂岩矿的绿色矿山建设经验，可为类似矿山的建设提供借鉴。

关键词：砂岩矿；综合开发利用；绿色矿山；可持续发展

Construction and Practice of Green Mine in Sandstone Mine

Pang Shi-kai

Guizhou Non-ferrous Metals and Nuclear Industry Geological Exploration Bureau First Team， Qingzhen 551400， China

Abstract： In order to realize the sustainable development of sandstone mine in Guizhou Province， and after basing on the constructing principles for green mine and clarifying well its construction status， there are presenting six aspects for constructing green mines， such as improving ore-bearing environment， comprehensive development and utilization for resources， dust-noise control with energy saving and emission reduction， ecological restoration， digital mine construction and innovation management， as well as community harmony project. Mine construction and practice not only achieved resource conservation， but also promoted local economic development. Those practical experience may provide a constructional way for similar mines.

Key words： Sandstone mine； Comprehensive development and utilization； Green mine； Sustainable development

礦产资源开发与利用过程中对资源会造成损耗，不仅对大气、水系、土壤产生污染，甚至会诱发山体滑坡、泥石流等地质灾害的发生，致使生物多样性锐减，给自然环境和人类生活带来了负面影响。绿色矿山建设作为矿业企业践行绿色发展理念的具体表现形式，其表层形象是绿水青山，而其深层内涵则是文化积淀。我国在绿色矿山建设过程中涌现了许多优秀文化模式和先进理念，总结并推广其成功经验，对全面推进我国绿色矿山建设事业具有十分重要的现实意义和时代意义。由于各地区地质条件及地方（矿种）标准差异，实施的绿色矿山建设方案应因地制宜。目前学者对灰岩矿的绿色矿山建设实践有过较多地报道，基于此，本文以贵州省某砂岩矿的绿色矿山建设实践为例，通过分析矿山开采中存在的问题，依据绿色矿山建设的原则，从矿容矿貌、资源开发与综合利用、除尘防噪与节能减排、生态环境修复、数字化矿山与科技创新管理、社区和谐工程等方面对该矿山进行绿色化改造，确保矿山绿色、协调、可持续发展。

1.矿山概况

1.1矿山地质背景

贵州省某砂岩矿矿区的大地构造位置处于扬子准地台黔北台隆遵义断拱凤岗北北东向构造变形区的梵净山穹状背斜的西翼。矿区地层主要为南北走向的寒武系（？）和第四系（Q）地层，其中区内矿体（层）赋存于寒武系第三统石冷水组（？3sh），为薄至中厚层微至细晶白云岩夹细粒晶白云岩，呈层状缓倾斜产出，矿体与其赋存地层具有一致的产状（呈南北走向），产状分布较稳定。矿体裸露于地表，节理裂隙较发育，其厚度大于100m；白云石作为主要矿物，含量可达92%～95%，其化学成分以CaMgCO3、MgO、SiO2和CaO为主。

1.2矿区开采现状

贵州省某砂岩矿矿区水文及工程地质条件简单，有乡村公路直达场地，矿山南部约200m为S303省道，距县城约4km，交通便利，通讯网络覆盖矿区。该矿山于2010年4月开工建设，2011年1月建成投产，设计规模年产砂岩6万吨。矿体（层）盖层较薄，岩土剥离量较少（剥采比约为0.01∶1），采用阶梯式露天开采方式，台阶垂高10m，台阶坡面角65°。矿山选用公路—汽车开拓运输方案，生产区（破碎加工，除尘、砂石堆放场地）布置在矿区东北角较平坦的地方，位于爆破安全境界线以外。矿区最高标高625m，最低标高525m，相对高差100m，在矿区范围内共有2个露天采坑，分别由东部首采地段（+585m～+625m开采标高）和中部备采区（+585m至采空区开采标高）两部分组成，矿山开采工作面见图1。

1.3存在的问题

（1）矿容矿貌现状。矿山开采过程导致地表剥离、道路修建、生活设施建设等破坏了地表环境。采掘面凌乱，岩石破碎裸露；矿山垃圾池、复绿区域、开采区等位置缺少少量标识牌和警示牌，矿山未在爆破警戒线范围内的道路上设置爆破警示牌。此外，因矿区办公楼东南方向平台边缘、生产区和开采面等正在生产，还未得到有效复绿，并在办公室东南方向平台部分区域未硬化，部分剥离表土还未利用。（2）节能降耗现状。矿山暂未建立开采生产全过程能耗核算体系；表土基本已妥善保存，未建立外运固体废弃物排放、处理台账；打钻作业处、破碎机入口处噪音超标；传送带、振动筛还未封闭。（3）矿山管理现状。矿山的信息化管理水平有待加强，且未建立科技创新队伍以及资源储量动态管理系统。此外，绿色矿山建设宣传力度不够，绿色矿山建设理念未能深入每个职工心中。

2.绿色矿山建设原则

矿山生产应努力实现使资源、环境和社会等效益协调统一发展，资源开发与环境保护并举，矿山发展与社区繁荣共赢；遵循“开采方式科学化、资源利用高效化、企业管理规范化、生产工艺环保化、矿山环境生态化”发展的基本要求。

（1）因地制宜，协调发展。矿山建设应结合自身发展的实际，分析生产过程中在资源综合利用、环境保护、和谐社区建设等方面存在的问题与矛盾，协调做好环保、复垦和社区等工作，保障矿山协调发展。（2）突出重点，科技兴矿。要在绿色矿山建设的重点领域开展专题设计，及时总结先进技术、方法及手段，构建体现自身特色的绿色矿山发展模式；坚持科技创新原则，稳步地推进技术升级改造与创新体系建设；与相关单位加强合作，建立和完善矿山物联网系统；对矿区内生产状况与实时地质环境变化进行主动监控，依据大数据分析自动反馈环保、产能达标状况，进而提高矿区全面监控水平与安全管理水平。（3）合理规划，注重实施。基于绿色矿山建设的基本条件和行业标准，制定切实可行的规划发展目标，规划重点工程建设项目，并将规划指标落到实处；做好各项建设工程的资金安排，合理统筹，狠抓落实，保证规划指标的顺利完成。（4）统筹规划，协调工作。上级规划部署的任务和目标应严格执行，充分地做好绿色矿山建设规划与当地国民经济和社会发展规划、土地利用总体规划、矿产资源规划等规划的有效衔接，积极落实到处，统筹协调工作。（5）资源开发与保护并举。坚持“谁开发谁保护，谁污染谁治理”的原则，坚持矿山开发与保护并举，保障矿山的可持续协调发展。同时做好道路硬化与地质灾害监测等工作，保障矿区地质环境安全稳定。最大限度地降低对周边生态环境的破坏，大力推进生产过程中同步绿化与土地复垦工作。（6）公众参与，集思广益。积极宣传绿色矿山发展理念，鼓励矿山职工为绿色矿山规划建言献策，参与矿山规划建设；同时注重专家咨询和公众参与，广泛听取多方面意见，积极地鼓励矿区周边村民参与绿色矿山建设，增强规划编制的公开性，提高规划透明度和科学决策水平。

3.绿色矿山构建与实践

针对矿山存在的问题，本次规划设计积极响应《砂石行业绿色矿山建设标准》对矿山的矿容矿貌、资源开发与综合利用、除尘防噪与节能减排、生态环境修复、数字化矿山与科技创新管理、社区和谐工程等6个方面的建设内容进行改造升级，总结建设实践经验。

3.1矿容矿貌

（1）优化矿区功能区布局，规范标识标牌。根据贵州省绿色矿山建设标准和《矿山安全标志》GB14161-2008中规定，对厂区不符合安全要求的设施进行拆除重建、补修。在办公区空旷处设置绿色矿山宣传栏，公示绿色矿山创建进度；编制绿色矿山宣传资料，在生产地点设置各种安全标志（如洗车池、垃圾池、沉淀池、废弃物堆放场地、排土场、倒料口、配电室、操作室、复绿区域、生产区、生活区、办公区、厨房、卫生间、会议室等），制作矿区标识标牌29块，确保厂区各功能区清晰明。（2）及时清理矿山上各处固体废弃物及垃圾，拆除乱搭乱建的不使用的建筑物，建立专门的废弃物堆放场地，并请专人整理矿区电线电缆，杜绝触电事故的发生，确保矿山安全、整齐有序。（3）部分区域硬化处理，如办公室东南方向平台，地面浇筑C25砼，厚度不低于25cm，每5m～8m设横缝、纵缝，横、纵缝均采用切缝法，在砼强度达到设计强度的25%～30%时，用切缝机切割，硬化面积约900m2。

3.2资源开发与综合利用

贵州省某砂岩矿矿山年产矿石量6万吨，经计算，该矿段服务年限约17年。矿山采用由上而下分台阶阶梯式露天開采方式，工作面垂直走向布置，台阶垂高10m，台阶坡面角65°，开采设计最终边坡角为55°，安全平台4m，清扫平台8m，安全平台与清扫平台交替设置。根据矿区地形地质条件，台阶推进方向为东-西方向进行（首采区为矿区东部，备采区矿区中部）。矿山仍采用公路开拓方式，采下矿石溜运至工业场地，采用装载机装载、汽车运输至矿石加工场。矿山选用具有国内先进水平的高效、环保、节能设备，包括矿山穿孔、采装、运输等设备，其中，穿孔选用露天潜孔钻机，采装选用SY365型挖掘机，1615型无底重锤破碎机，运输选用载重量为30t的矿用自卸汽车，大块矿石的二次破碎选用液压碎石机击碎。矿山开采矿石为白云石，主要成分为碳酸钙镁，为单一矿种，并无可综合利用的共伴生矿产。矿区内的废弃物来源于为剥离表土，但已对其全部循环利用（部分用以回填，部分用来复绿）。

3.3除尘防噪与节能减排

根据矿山露天开采的特点，通过采用湿法凿岩方式进行潜孔凿岩；实施洒水降尘折方式降低因矿山生产过程中开采、爆破工段产生较高浓度粉尘量，并对运输公路进行定期洒水降尘；同时注意对矿区周缘进行噪声监控。具体措施如下：

（1）矿山爆破采用多排孔微差爆破技术；（2）将破碎站进行密封，并在生产区各破碎口及传送带灰尘较大的地方设置有喷水头，矿山配有1台洒水车，对生产区及主要运输道路进行不定时洒水降尘。加装收尘器等环保设备除尘，封墙采用降噪材料；（3）矿区主要运输道路路面硬化，并采取定期洒水、清洗路面等措施，在矿区出口处设置洗轮机，防止粉尘外带；（4）建立全封闭式破碎加工生产线，生产区所有破碎筛分设备及传送带全部封闭，用篷布或彩钢封闭传送带和破碎机，使用封闭传送带12条（约285m），涉及5处需要封闭破碎机和振动筛，面积约360m2。（5）噪声源连续的区域，工人佩带个人防护设施，采区周边及道路两侧种植具有降噪、防尘功能的树木；厂界设置粉尘、噪声监测设施，确保矿山粉尘、噪声符合国家规范要求。

此外，矿山无选矿作业，除了运输车辆的冲洗和降尘用水，很少产生工业废水，并对已产生的废水经沉淀池处理后循环利用；生活区修有化粪池，生活污水经处理后排放，可直接用于矿区的泼洒抑尘，不外排。

3.4生态环境修复

矿区开采范围位于山体中东部，且最低开采标高位于当地最低侵蚀基准面之上，地表水系不发育，区内无水分布，地表水主要为大气降水补给，同时其地形较有利于地表水体排泄，岩石孔隙水对矿床充水无影响，采场内亦无地下水渗出。因此，可以利用地形形成自排水。此外，在矿区范围内露天开采区南边边坡复绿区域上边修建截、排水沟，长度约240m，排水沟高30cm，底宽50cm，底部采用10cm～ 20cm厚C15混凝土垫层，确保矿山排水顺畅。另外，矿山正在生产，尚无终采面形成，并在矿区南边斜坡上设置生态区，目前已将原被破坏的植被进行复绿（图2）。依据矿山现状，设计实施如下5个方面措施进行生态环境修复：

（1）矿山办公区、生产加工区周围均为自然林地未造成明显的破坏，仅需在局部地区适当地区补种乔木、撒播草籽等。（2）对办公室南东侧平台边缘进行复绿，种植约60棵常青树（长约60m，隔约1m种植），既美观又有隔离带的效果。（3）对开采区靠近公路一侧建设绿化隔离带，种植一排杉树（约70棵），间距约2m一颗。（4）靠公路陡坎下面选取混种约400棵油麻藤（间距20cm，陡坎长约80m）和牵牛花（以种子方式播）。（5）在生产区采空区闲置的部分区域植树种草，面积约2300m2，根据《贵州省绿色发展指标矿山地质环境“治秃”专项行动实施方案》的要求场地整平后，或分级放坡后，在其上覆50cm的客土后，然后在其上种植适合当地的植物；灌木栽植密度2500株/公顷，每株灌木回填表土不少于0.125m3；预计需要杉树苗575株，表土1225m3。

3.5数字化矿山与科技创新管理

（1）数字化矿山建设。为了能直观地了解矿山各作业地点的运营情况，矿山在开采、运输、破碎、计量等区域规划设计工业视频监控系统。该系统由视频采集系统，传输系统，管理、控制部分，显示部分组成。通过该系统，管理者可以远程实时跟踪矿山生产进度，监督生产的安全状况，及时发现问题，制定对策，避免发生事故，造成人员、财产损失。如，为了确保矿山安全生产，对于岩体破碎、危害性较大的边坡，可建立边坡在线监测系统。监测系统主要由数据感知部分（位移传感器）、数据采集部分（采集单元）、数据传输部分和控制分析部分（监控中心软件）等部分组成。通过建立岩土體地表沉降监测网，实时远程监测边坡各测点的位移变化，通过无线网络将监测数据及时传输到监测中心，由专用的计算机数据分析软件处理，判断边坡的整体稳定性，快速准确预警预报山体边坡崩塌、滑坡等灾害，有效避免灾情发生造成的损失。此外，实施矿山地质环境在线安全监测方案，包括内部监测与外部监测，普通监测与专业技术监测，经常性监测与阶段性监测合。结合矿山地质环境恢复方案和环评报告，监测项目主要包括水环境监测、环境空气检测、噪音监测。矿山配备噪音扬尘检测实时监测系统，检测结果、实时数据用LED显示屏向社会公开。（2）健全科技创新管理制度。建立以企业为主体、市场为导向、产学研用相结合的创新体系。增加科技投入资金约50万，建设半自动化破碎系统、监控系统。在条件允许的情况下引进人才，建设科技创新队伍。矿山任命专职科技管理人员，建立科技奖励及管理制度，开展支撑企业绿色发展的关键技术研究，改进工艺技术水平。例如，运用技术管理手段首先是技术参与决策过程，并在绿色矿山创建工作中应用技术量化考评指标，对创建工作进行考评，提高考评质量和创建技术含量。在提高矿产资源利用率方面，采用矿山测量技术对回采率和固体废弃物堆置量进行实测，以矿产资源利用率实测值，考核班组某一时期或不同生产周期的工作业绩，并利用不同时期的数据进行对比，归纳矿产资源利用率的变化规律，科学地制订矿产资源利用开发方案。

3.6社区和谐工程建设

矿山企业积极响应政府的号召，根据自身优势，加强与当地政府、村民的联系，支持矿区及周边群众的教育、就业、交通、生活、环保等公益事业，为当地农村建设提供力所能及的物资支持，为当地“脱贫攻坚，整县摘帽”做出贡献：如帮助多名附近居民解决就业问题（将绿色矿山的土地复垦等工作分包给当地村民，既可以充分利用村民的种植经验，提高绿化效率，也可以带动当地经济的发展，提高村民的生活水平）、为当地改建乡村干道、增加健身娱乐设施，以改善村民居住环境、节假日对周边贫困户及孤寡老人留守儿童送爱心、为贫困乡镇捐款捐物等。此外，建立了企地磋商和协作机制，及时妥善解决好各种利益纠纷，初步构建“和谐矿区”。

4.结语

贵州省某砂岩矿根据自身特点，充分考虑矿山开采对生态环境的影响，对绿色矿山的建设进行了全面规划，既实现了资源节约和环境保护，又促进了地方经济的发展，较好地构建出了适合砂岩矿绿色开采的可持续发展道路。其总结出的砂岩矿的绿色矿山建设经验，可为类似矿山的建设提供借鉴。

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