“雙碳”目標下蒙東草原地區露天煤礦綠色礦山建設

石炳興，石 光，沈 毅，朱宇心

（國家能源集團 國能寶日希勒能源有限公司，內蒙古 呼倫貝爾 021000）

綠色礦山是從環境影響、科技水平、資源消耗等諸多因素綜合考慮的礦山資源開發，是對傳統重視資源開發、忽視環境管理的技術修訂，著重強調礦業開發的可持續性。在理論層面，綠色礦山將“資源開發利用最優”、“生態環境擾動最小”結合在一起，對整個地區環境承載力、采選冶過程優化、礦山生態環境修復和治理等進行全面考慮。在“雙碳”目標的背景下，綠色礦山建設是以減少碳排放、降低環境污染，實現資源高效利用和可持續發展為目標。建設綠色礦山是實現煤炭產業可持續發展的必由之路，也是增強礦區碳匯能力的重要途徑。蒙東草原地區位于中國北方防沙帶東部，在防風固沙和減碳增匯方面具有重要作用[1]，也保障了我國東北地區的能源安全?；诖?，在雙碳目標下，系統梳理蒙東草原地區露天煤礦面臨的形勢和綠色礦山建設取得的成就以及存在的問題。

1 煤礦產業綠色礦山建設概況

綠色礦山將采礦活動科學化、可控制化、可持續發展化，是中國傳統自然哲學思想在工業界的延續，凸顯了人與自然和諧、共榮共生為本的思想[2]。原國土資源部在2008 年發布的《全國礦產資源規劃（2008—2015 年）》中，明確提出于2020 年實現綠色礦山的總體目標，《關于貫徹落實全國礦產資源規劃發展綠色礦業建設綠色礦山工作的指導意見》正式宣告了綠色礦山建設的開始[3-4]。2011—2014 年，原國土資源部先后累計在661 家礦山企業進行國家級綠色礦山試點。2019 年，在綠色礦山遴選工作中，全國共有555 家企業入選，同時有398 家企業被選為國家綠色礦山試點單位[4]。綠色礦山的建設既包含了資源開發利用方式、節能減排、礦區環境等多個方面，也與數字礦山、企業管理和企業文化等相關。自然資源部2021 年頒布了《智能礦山建設規范》，劃定了資源利用及環境保護相關方面的基本要求[5]。目前，礦山智能控制技術的應用，使礦山建設達到自動化、智能化管理，已經成為新型綠色礦山建設和礦山技術改造的主要發展方向[6]。

2 “雙碳”目標下煤炭企業發展前景

隨著“雙碳”目標的穩步推進，作為我國主體能源，煤炭產業面臨加速向綠色低碳轉型的艱巨任務。有學者建議，要建立新時代露天煤礦綠色低碳發展的體系，走全生命周期、全生產要素、全產業鏈條之間相互協調、共同發展之路。正確處理資源開發與環境保護的關系，合理利用人力、土地、礦產資源以及地理位置等相關要素的優勢，推動露天煤礦綠色低碳科技自立自強，以綠色低碳發展引領高質量發展。

2.1 “雙碳”目標下煤炭企業面臨的機遇

國際能源危機持續加劇，煤炭能源作為保供的重要資源，在全球能源供給中所占比重不斷提升。隨著烏克蘭危機爆發，俄羅斯與歐美之間在能源產品領域開展制裁與反制裁，導致國際原油、天然氣、煤炭價格大幅上漲，國際能源危機爆發。截至2022 年11 月底，布倫特原油現貨年度均價、俄羅斯天然氣現貨年度均價分別比2021 年上漲了45.89%和142.68%。煤炭方面，歐盟對俄羅斯煤炭進口禁令包含禁止歐盟運營商向俄羅斯煤炭產品的生產和銷售、運輸提供融資和保險服務，制裁嚴重影響俄羅斯煤炭海運，國際煤價隨之大幅上漲。

其次，能源需求的增長與新能源發展的期限錯配將導致煤炭作為能源在較長時期內維持主體地位?；茉匆蚱浣洕?、便利性、穩定性等優點，成為人類能源主角，推動人類由農耕文明進入工業文明，并推動城市化進程。新能源在經濟性和環保方面有巨大優勢，但是目前其穩定性欠佳，尚需穩定能源生產以及煤電調峰調配，使煤炭作為一種相對廉價的能源仍能夠在相當長的時期內占據優勢地位。

2.2 “雙碳”背景下煤炭企業面臨的挑戰

近年來，中國礦業界愈加重視生態文明的建設，綠色礦山建設已成為各企業之間的共識，但是從我國相關部委《關于加快建設綠色礦山的實施意見》的要求和達標期限來看，綠色礦山建設任務依然繁重，其完成任重而道遠。目前，我國綠色礦山建設數量占比較小[7]，與整體建設目標相比，還有很大差距。在很長一段時間內，我國許多地區因對礦產資源的過度開采而產生了大量的后遺癥，使礦區的生態環境修復和治理工作變得十分繁重[8-9]。

煤炭在我國能源結構中占比較高，且消費需求仍在增長，整體產業結構偏“重”，對高耗能產品需求較大。目前，在我國萬元產值能耗中，第二產業約是第一產業和第三產業的4 倍以上，特別是高耗能行業的能耗占比非常高。這樣的產業結構導致了我們國家現在是全球最大的能源消費國。同時，我國關鍵技術創新能力仍需要大幅提升，市場化機制有待構建和完善，適應大規模、高比例新能源電力發展的電力體制仍不健全。全國性碳交易市場剛剛運營，市場化價格機制尚未真正形成，流動性尚顯不足。近期歐盟宣布了氣候治理一攬子計劃，其中提到的1 個措施是將對來自碳排放管制相對寬松的國家出口的化肥、鋼鐵等產品增加有關稅務。這會對我們國家的出口業務造成重大影響，也可能引發新一輪貿易戰，甚至把我國排除在新一輪全球氣候治理規則之外，這些方面均需要我們積極應對。

3 蒙東草原地區露天煤礦開采對生態環境的影響

蒙東草原位于內蒙古自治區東北部，大興安嶺以西，是世界四大著名草原之一，總面積約11.3 萬km2，天然草場面積占80%，海拔在650～700 m 之間，由東向西地跨森林草原、草甸草原和干旱草原3個地帶。蒙東草原地區位于中國北方防沙帶東部，氣候酷寒、干旱，年降水量不足400 mm。該區域大型露天礦占開采規模的90%以上，以國能寶日希勒能源有限公司為例，區域煤層構造簡單，傾角2°～3°，煤層上覆剝離物薄，剝采比小，極適合露天開采。相比井工開采，露天開采具有更高的生產率、更低的生產成本和更安全衛生的工作條件。然而，露天煤礦開采常引發地下水位下降、土地退化、植被破壞、水土流失等生態問題[10]。

1）對地下水資源的影響。隨著煤礦開采強度與擴展速率的增加，地下水位普遍降低，導致水資源短缺，進而影響到了人們的生產、生活。根據含煤區的空間展布，富煤區往往是“貧水地帶”。由于煤系地層的破壞，會造成大量地下水向外滲流對周圍環境造成了新的污染。

2）改變原有草原景觀。露天采礦和井工開采都會占用和破壞大量的草地，改變草地的原本面貌，使草地景觀變得不完整。與此同時，井工采煤引起的地面沉降，目前每開采1 萬t 煤炭的地面沉降面積為0.2 km2左右，造成了土地資源的浪費。

3）可能造成環境污染。露天煤礦開采可能造成重大環境污染。例如：在采煤產生中，煤泥和矸石山產生的滲出酸不可避免地向外排放，污水排放對礦區地下水和靠近礦井的地表水造成極大的污染；在煤炭開采過程中，以甲烷和一氧化碳為主要成分的煤層氣，給大氣環境帶來了很大的不良影響；煤礦開采和運輸過程中產生的粉塵對草地生態系統造成了破壞。

4）煤礦開采對草原生物多樣性造成破壞。在人為加劇干擾下，煤炭資源的開采給草地生物多樣性的保護帶來潛在風險。草原是重要的生物基因庫之一，繁衍生息著成千上萬種動植物。草原對維護國家生態環境和維持生物多樣性有著極其重要的作用。對寶日希勒露天煤礦生物多樣性的調查表明，露天煤礦開采對草原生物多樣性的影響可控，通過綠色礦山的建設，該區域草原生物多樣性維持在較高水平。

4 蒙東草原地區露天煤礦綠色礦山建設

1）堅持生態優先。生態優先是在發展過程中保障生態的合理性優先，生態方面的優先級要高于經濟追求方面，構建生態優先型綠色經濟，綜合考慮生態、經濟、社會三大效益，旨在達到綠色效益最大化。生態優先理論要求盡最大能力使傳統工業文明向新型綠色生態文明轉變，提倡用環境危害較小的綠色經濟發展方式來替代造成資源、環境等生態危機的傳統工業形式。生態優先是實現綠色發展的根本保障。堅持生態優先原則，也要避免一刀切。綠色發展是既關注生態發展優先原則，也切實關切企業的實際需求，應該避免片面強調生態優先，忽視綠色發展。

2）選擇正確的開采方式。礦產埋藏深度和埋藏方式直接決定著開采方式。礦產開發應根據礦產埋藏深度、地質構造等，選用合適的開采方式。煤礦開采方式主要有井工開采和露天開采2 種方式。露天開采工藝，通過階梯開采，能夠提高資源利用率，對環境的影響以礦區挖損和排土場壓占為主。井工開采對地質結構、環境的破壞程度要大于露天開采，主要以地表塌陷、地下水改道、地表房屋農田等設施的破壞為主。蒙東草原區的煤礦露天開采比井工開采具有成本低、破壞輕等優勢。

3）兼顧綠色發展。蒙東草原地區的煤礦開發不僅要生態優先，也要兼顧綠色發展。例如，在論證是否可以露天開采時，需要論證礦山開采對草原水文破壞的范圍有多大。露天煤礦也要考慮當地的氣候是否適合露天開采。如果礦山處于沙塵暴源區，則需要采取嚴格的控制措施。蒙東草原地區煤礦在露天開采在審批時，應優先考慮對生態環境負責的企業。

5 蒙東草原地區露天煤礦綠色礦山建設取得的成就

蒙東草原地區在推進露天煤礦企業高質量開采進程中，把綠色低碳發展融入企業發展戰略，著力打造綠色品牌，取得了一系列成績。例如，在低損害開采與礦區生態修復方面，提出了“系統減損與系統修復”理念，研發了蒙東草原區大型煤炭基地開發系統性生態減損與修復技術，創建了生態減損修復技術體系，揭示了煤炭開發生態累積效應，構建了區域生態安全協調控制模式，實現了煤炭規模開發與生態修復相協調的技術突破。國能集團研發的條帶開采、矸石固體充填、粉煤灰膏體充填和高水材料充填開采技術，大幅降低了煤炭開采地表沉陷。在與研究院所和高校聯合過程中，推動了生態修復和治理等技術的突破，結合草原鄉土植被與適生植物，建立了“灌草結合，喬木點綴”的立體植被修復模式。積極挖掘蒙東草原生物多樣性優勢，開發優良鄉土物種，避免了引進其他物種的繁瑣過程，在一定程度上推動了蒙東草原地區的綠色礦山建設。通過利用礦區自有土地進行復墾、發展光伏和風能等實現土地的循環利用，使土地資源得到高效利用，減少對環境的破壞。良好的生態環境豐富了礦區的物種多樣性。自2020 年以來，國能集團寶日希勒露天煤礦采取“生物措施為主、工程措施為副”的技術路線，積極開展礦山生態恢復治理工作，創建了土壤－植物－景觀生態一體化修復技術體系，優選培育6 種植物微生物組合，植被覆蓋度、植物多樣性相較于之前有了很大提升。如今，國能集團寶日希勒公司露天煤礦的各種植被郁郁蔥蔥。

在煤炭開采水資源保護技術方面，國能集團寶日希勒煤礦與國內科研機構聯合開展了大量研究工作，相繼提出了“堵截法”和“導儲用”2 種煤炭開采水資源保護技術思路。針對西部礦區煤炭開采礦井水外排損失的問題，提出煤礦地下水庫井下儲存利用礦井水的理念，創新了煤礦地下水庫技術，實現礦井水的抽采利用與回灌儲存，有效保護和利用了礦井水資源。將露天開采生態影響范圍控制在植被約2 km、地下水位降幅5 m，影響半徑4～12 km。創建的生態減損型采－排－復一體化技術，年減少占用土地8 hm2，排土場水土流失降低至53.5%。采用“導儲用”保護礦井水的技術思路，研發了分布式煤礦地下水庫技術，利用煤礦井下采空區存儲礦井水資源，建立煤礦地下水庫理論框架和技術體系。研發的水資源保護利用技術，首創了“地面水庫－近地表含水層－地下水庫”立體儲水技術，有效保護了地下水資源，使得礦區對蒙東草原的破壞被限制在幾百米以內。

在管理信息化方面，國能集團創建了西部礦區采動損傷修復技術體系，創建了礦區采動損傷空天地、井上下、全過程、高精度、一體化監測體系，揭示了西部礦區高強度開采覆巖與地表采動損傷規律和高強度開采采動損傷傳導機理，研發了高強度開采減損技術。所創建的生態監測體系，量化揭示了區域煤炭開發生態累積效應。國能集團研發了煤與瓦斯共采技術，提高了瓦斯的抽采率和利用率，減少了溫室氣體排放，立足生態優先，在有效增加資源利用率的同時，減少了廢氣、廢渣的排放。

目前礦山相關企業主動作為，自主制定一些與其本身相適應的綠色礦山發展體系，一同建立起了建設綠色礦山的新體系[11]。

6 結語

我國礦山資源豐富，市場需求日益增長，這為綠色礦山建設提供了良好的市場，技術的不斷進步和創新為綠色礦山建設提供了有力的支撐。展望未來，蒙東草原地區綠色礦山建設存在著良好的發展機遇和相對廣闊的發展空間。隨著科技的發展，綠色礦山建設可以通過煤礦企業在開發方式科學化、資源利用高效化、管理信息化、環境生態化、礦區社區和諧化方面進行建設。例如，采用更加先進的技術和智能化設備，提高礦山資源利用效率和生態環境保護水平，積極應對碳強制減排政策。

“雙碳”目標相對于綠色礦山建設具有更高的要求，特別是對環境生態化和礦區社區和諧化方面，不僅要對當地的生態環境和礦區社區負責，更要對當代全球和諧發展負責，也要對全球后代負責。隨著綠色礦山政策的不斷完善，也為雙碳目標下的綠色礦山建設提供了有力的制度保障。但是，臨近實現“雙碳”目標的最后期限，綠色產品將倒閉煤礦企業產品升級，仍然存在著一些問題。例如，企業對進入強制減排的緊迫感和準備明顯不足，很多企業尚不夠重視雙碳計算；在綠色礦山建設路徑上的思路有待拓寬；在綠色礦山經濟效益與社會效益量化研究的深度上有待加強，相關資金渠道也需進一步明確。