今年4月，自然資源部、生態(tài)環(huán)境部等七部門聯(lián)合印發(fā)了《關于進一步加強綠色礦山建設的通知》，綠色礦山建設由示范引領作用階段進入了全面推進的新階段，標志著綠色礦山建設駛入快車道。露天礦有其自身的獨特性，同樣面臨著推進綠色礦山建設的緊迫任務。
 

截至2022年底，我國露天煤礦的產量約為10.57億噸，全年累計剝采量達到72億立方米左右，全國正常生產建設的露天煤礦，每天約有3萬臺采掘運輸設備投入生產。在如此高產能、高設備數(shù)量、高土地開挖與征占、高生態(tài)擾動的條件下，單一、落后的開采方式和開采理念已不適應露天煤礦發(fā)展要求。

加強綠色礦山建設是礦業(yè)領域生態(tài)文明建設的有力抓手，是實現(xiàn)人與自然和諧共生的必然要求。礦山企業(yè)應深入研究現(xiàn)代露天煤礦安全—綠色—高效—低碳協(xié)同開采技術體系按照標準規(guī)范，在礦產資源開發(fā)全過程保證礦區(qū)及周邊生態(tài)環(huán)境擾動在可控范圍內，建設礦區(qū)環(huán)境生態(tài)化、開采方式科學化、資源利用高效化規(guī)范化、礦區(qū)社區(qū)和諧化的綠色礦山。

■露天煤礦綠色礦山占比低

當前我國大型特大型露天煤礦采煤以半連續(xù)工藝為主，中小型露天煤礦采煤以單斗—卡車間斷工藝為主。從開采工藝可知，目前露天煤礦存在開采工藝單一、 運輸燃油消耗大、外包設備小型化等問題。

從標準化建設情況來看，我國正常生產建設的257處露天煤礦中，標準化露天礦211處，占比為82.10%，其中，一級標準化煤礦33處，二級標準化煤礦131處， 三級標準化煤礦47處；未評定為46處。不難看出，我國仍需進一步提升露天煤礦標準化建設比例，特別是提升一級標準化露天煤礦數(shù)量。

露天煤礦綠色礦山建設，雖取得了顯著成效，但整體綠色礦山數(shù)量少，占比僅為全國露天煤礦總數(shù)的 5%?？梢娋G色露天煤礦建設工作仍需解決關鍵技術問題。

在推進智能化建設方面，2023年國家能源局公布國家智能化示范煤礦（第1批）共計47處，其中5處露天煤礦處于智能化中級水平。全國已有30余處露天煤礦開展無人駕駛技術應用，300余臺無人駕駛車輛在露天煤礦試驗研發(fā)應用，大型、特大型露天煤礦開展無人機內外業(yè)測量工作，露天煤礦智能化裝備應用已達到500余臺套。

當前露天煤礦智能化建設水平參差不齊，大型、特大型露天煤礦開展無人駕駛、無人機測量、智能機器人巡檢、智能鉆爆、無人值守、遠程控制等智能化裝備與技術應用；而小型露天煤礦智能化建設主要停留在數(shù)據(jù)采集、存儲與統(tǒng)一集中展示方面?？傮w來看，露天煤礦智能化建設取得了積極進展，但生產輔助決策能力較弱。

■實現(xiàn)安全綠色高效低碳目標

露天煤礦建設總體目標是實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展人與礦區(qū)的和諧共生，建設安全高效技術與新發(fā)展理念協(xié)同的現(xiàn)代化露天煤礦。露天煤礦綠色礦山建設總體架構分成4層，依次是安全、綠色、高效、低碳。

安全是基礎，是架構的底層支撐，在建設安全—綠色—高效—低碳的整個環(huán)節(jié)中，需要保證生產環(huán)節(jié)中的人員安全、設備安全、職業(yè)衛(wèi)生安全；綠色涵蓋開發(fā)之前的綠色勘探、綠色規(guī)劃和綠色設計；生產之時的環(huán)境監(jiān)測、排土規(guī)劃、水源治理、協(xié)同復墾、電轉油替代等內容，閉坑之后的循環(huán)經濟發(fā)展、土壤保護、礦區(qū)持續(xù)監(jiān)測與復墾等內容；高效包括先進的開采理念、生態(tài)理念、治理理念、開采方法、工藝技術以及開采裝備；低碳是在露天煤礦生產環(huán)節(jié)形成新的低碳環(huán)節(jié)，形成露天煤礦各環(huán)節(jié)新動能，最終形成露天煤礦融合發(fā)展新模式。

■加快推進露天礦綠色礦山建設

我國露天煤礦資源開發(fā)強度與生態(tài)承載力呈現(xiàn)逆向發(fā)展特征，西北部生態(tài)環(huán)境脆弱區(qū)已成為露天煤炭的主產區(qū)，使得露天煤礦開采與生態(tài)環(huán)境保護成為亟需解決的科學、生態(tài)發(fā)展問題。針對露天煤礦全生命開采周期特點，建議從安全開采技術、綠色開采技術、高效開采技術、低碳開采技術4個層次，時效邊坡控制技術、智能預警決策技術、運輸環(huán)節(jié)新模式、礦區(qū)生態(tài)建設、相鄰礦山協(xié)調開采、智能采礦設計、電動礦卡應用以及采礦源頭生態(tài)減損8項關鍵技術，推進綠色礦山建設。

安全開采技術層

邊坡是露天煤礦的重要組成部分，邊坡的穩(wěn)定與否直接影響露天煤礦安全生產與平穩(wěn)接續(xù)。由于邊坡的服務年限、地質條件、暴露周期不同，采場邊坡同一方向的邊坡穩(wěn)定邊坡角也存在差異。在分析露天邊坡的時效穩(wěn)定性時，需要充分考慮邊坡中軟弱巖體隨時間發(fā)生蠕變的過程中力學參數(shù)逐漸被弱化的性質，根據(jù)邊坡時效穩(wěn)定性分析結果動態(tài)調整邊坡巖體的暴露時間，保證邊坡在暴露時間內保持穩(wěn)定。邊坡控制開采技術需要對邊坡巖體進行地質構造的深度分析，結合邊坡三維空間形態(tài)及采礦設計開采方案，基于連續(xù)介質力學的離散元等方法，揭示邊坡角與邊坡位移關系，以此來指導露天煤礦安全生產及邊坡治理。

針對露天煤礦面臨的邊坡、設備碰撞、采空區(qū)等安全問題，應建立智能監(jiān)測預警與專家決策分析系統(tǒng)，在數(shù)據(jù)資源存儲池中建立原始庫、資源庫、主題庫、專題庫、配置庫等實體庫，利用大數(shù)據(jù)、信息化、智能化技術提高事故風險監(jiān)測預警精度。同時，針對異常風險，進行預警信息的處置和閉環(huán)管理。根據(jù)露天煤礦的監(jiān)測預警等相應業(yè)務應用，實現(xiàn)對露天煤礦多源異構數(shù)據(jù)的采集、存儲、共享。

綠色開采技術層

礦區(qū)生態(tài)建設要從生態(tài)全要素（水、土、大氣、植被、景觀）角度出發(fā)，重點解決草原地區(qū)土地復墾、植被恢復，加強對礦區(qū)地下水監(jiān)測、粉塵監(jiān)測、大氣監(jiān)測、抑塵技術以及土壤微生物再造、礦區(qū)整體景觀修復與再造等技術研究。對地表需要改道河流進行改道后河道穩(wěn)定性、滲透性研究，促進露天煤礦生產向 “開采方式科學化、資源利用集約化、企業(yè)管理規(guī)范化、生產工藝環(huán)保化、礦山環(huán)境生態(tài)化”方式轉變，實現(xiàn)露天煤礦資源效益、環(huán)境效益和社會效益的協(xié)調統(tǒng)一，進一步推動露天礦區(qū)生態(tài)建設。

高效開采技術層

由于露天煤礦開發(fā)規(guī)劃原因，往往會出現(xiàn)同一礦權內，相同礦權人和不同礦權人的相鄰露天煤礦端幫壓煤嚴重的情況，當相鄰煤礦同時內排壓幫時，造成礦權內相鄰露天煤礦永久壓煤。因此，端幫煤回收、治理是露天煤礦需要解決的問題。已經開采的相鄰露天煤礦，需要結合各自開采情況，進行協(xié)調開采全流程技術研究；研究端幫貫通程序及貫通期間端幫邊坡的穩(wěn)定性，內排土場穩(wěn)定性等；優(yōu)化貫通采場后的運輸路線、采運排物料流分配機制；建立資源回收經濟置換的分配機制，對相鄰端幫回采資源按照當年售價、成本進行當年、當量折算分配補償。

另外，可視化、穩(wěn)定化的采礦設計軟件平臺研發(fā)應用是提高礦山生產設計效率的重要手段。依托無人機影像數(shù)據(jù)來進行露天煤礦測量和采礦設計，實現(xiàn)高效率出圖和提升設計環(huán)節(jié)的可視化效果。通過導入無人機數(shù)字高程模型影像數(shù)據(jù)，在影像圖中，任意繪制開采區(qū)域，根據(jù)開采范圍業(yè)務需求，實現(xiàn)采動區(qū)域的快速算量。對短期計劃各設備的采動范圍循環(huán)往復計算后，短期計劃以更加直觀的方式呈現(xiàn)，提升采礦設計效率、設計環(huán)節(jié)的執(zhí)行率以及設計與生產的貼合度。

低碳開采技術層

露天煤礦應從采礦源頭生態(tài)擾動減損，實施煤層精準選采技術，根據(jù)露天煤礦煤層特點，優(yōu)化煤層爆破方式，通過優(yōu)化采煤程序，降低選采過程中煤巖交界處的矸石混入，提高煤炭回收率，降低煤炭損失，從開采源頭實現(xiàn)低碳開采與生態(tài)減損。

應用電動礦卡替代燃油礦卡運輸可降低運輸環(huán)節(jié)的燃油消耗和碳排放，讓運輸環(huán)節(jié)更加綠色、低碳。參考國內某大型露天煤礦電動礦卡的實際應用可知，載重90噸級電動礦卡出動率是柴油車的92.49%；電車能源費用約為柴油車的30%，每年單臺電動礦卡可減排1100余噸。

其他大型露天礦也在研發(fā)純電礦用自卸車、百噸級氫燃料電池與鋰電池混合動力礦用自卸車等創(chuàng)新運輸設備，以電代油，為礦山清潔運輸再添新方案。

露天礦綠色礦山建設愿景露天煤礦發(fā)展進程中，需要分級分類推動露天煤礦安全—綠色—高效—低碳向縱深發(fā)展，到2035年全國露天煤礦要實現(xiàn)“ 三領先+十個百分之百”的特征衡量指標。“三領先”即安全管理水平達到國際領先水平、露天煤礦原煤生產人員效率達到國際領先水平、噸煤能耗達到國際領先水平。“十個百分之百”即排土場復墾率100%、原煤入洗率100%、污水處理率100%、煤矸石利用率100%、水土流失治理率100%、土壤重構率100%、煤炭分區(qū)治理率100%、邊坡智能監(jiān)測接入率100%、采空區(qū)精準探測實施率100%、小型設備電動替代率100%。

總之，推動露天礦高質量發(fā)展，正確處理高質量發(fā)展與高水平保護的關系，通過政府引導、部門協(xié)作、企業(yè)主建、社會監(jiān)督，將綠色發(fā)展理念貫穿于礦產資源勘查開發(fā)全過程，切實提升礦產資源開發(fā)利用保護水平，全面推進綠色礦山建設。