露天礦生態治理
㈠ 露天井工聯合開采閉坑露天礦邊坡穩定安全及環境治理與生態重建
露天井工聯合開采露天煤礦閉坑礦坑一般有兩種情況:一種是歷史遺留的、已造成一系列環境地質災害的、並將繼續的閉坑采場礦坑。礦坑與周邊存在露天開采與井工開采聯合造成的地表變形、井采沉陷、邊坡滑坡等一系列環境地質災害,邊坡穩定與閉坑環境治理與重建的難度極大。另一種是目前我國新建大型露天煤礦普遍採用的內部排土回填露天采場礦坑的方法。這種方法不但根本消除了地表變形、地面沉陷、邊坡滑坡的發生,又利於生態環境的治理與重建。因此需大力推薦並且應上升到立法、規范的高度,要求必須實現內排回填礦坑、土地復墾、環境治理與重建,即實現露天井工聯合開采露天礦生產與環境治理、生態重建一體化。
8.2.4.1 露天井工聯合開采露天礦閉坑保留礦坑方案的邊坡穩定與環境治理與重建
以撫順西露天礦為例。
(1)露天井工聯合開采影響下的撫順西露天礦閉坑環境問題的經驗教訓
撫順西露天礦閉坑環境問題實際上是典型的露天井工聯合開采影響下的保留礦坑的閉坑問題,所引發的環境地質災害復雜、特殊、多樣、敏感,對城市地質環境和生態環境影響和破壞非常巨大。所沉積的問題和危害在我國老礦區城市之中也是空前的、典型的。
1)歷史遺留問題是保存礦坑的露天井工聯合開采露天礦閉坑礦山環境問題多、危害大、治理難的主要根源。
露天井工聯合開采影響下的撫順西露天礦閉坑環境問題主要是歷史遺留問題造成的。包括兩部分:一是解放前的,二是解放後的。
解放前掠奪式開采和無序建廠為今天的環境問題埋下難以逆轉的隱患
撫順煤礦1901年光緒年間正式開采,1903年俄國接管開采,1905年日俄戰爭,日本佔領至1945年,1946年~1948年10月由國民黨接管開采。
解放前掠奪式的瘋狂開采,根本不考慮什麼今後環境、布局、規劃。撫順西露天礦建於1914年,勝利礦建於1907年,撫順發電廠建於1908年,撫順石油一廠建於1928年。兩個工程均建在露天礦附近,上部露天開采、下部井工開采,且地表又位於F1A斷層的條帶上。采場內的露天井工聯合開采格局為環境問題「奠定了基礎」。
解放後露天礦山、石油一廠、發電廠等企業屬國家所有,追求產量、產值、利潤。為國家、人民作出了重大貢獻,但缺乏礦山環境需要保護和管理意識,也沒有科學的長遠的規劃和戰略預見,使礦山環境問題在幾十年後愈演愈烈。確實,我們取得了對大自然的勝利。建國50年,撫順礦區為國家生產優質煤4.5億t以上,創利稅46億元。其中露天開采約佔1/3(至1997年露天採煤2.52億t,油母頁岩富礦4.71億t)。可是,自然界開始對我們進行報復。從露天礦開始發生滑坡,至80年代礦坑邊坡不穩態,災害頻發;撫順石油一廠場區地面發生變形,1987年以來,變形急劇增加,危及工廠重要裝置安全生產(如地下巷道、西汽鍋裂化裝置等);撫順發電廠也在井下和露天採煤影響下,在F1A斷層帶區發生地表移動而影響裝置安全和生產;露天礦東部的北幫附件的居民、建築物也開始受到危害或破壞。到這時,才引起國家、省、市、廠、礦的高度重視。為了「雙保」,不得不花費巨大的財力、物力、人力進行勘查評價和治理。並隨著露天礦的閉坑,治理礦山環境的任務將更加繁重,仍需要付出幾代人的努力。
2)傳統的地質、采礦、管理學科沒有將礦山環境勘查、評價、預測、管理立法、執法與露天礦建設、設計、生產有機結合起來,更缺乏露天井工聯合開采安全控制、環境治理、生態重建的實踐與理論。
地勘單位在以住的地質勘察中,只是探明煤炭儲量、品位,對礦床工業遠景初步評價,沒有或很少對環境影響做出評價,也沒有或很少提出負面影響的對策;礦山生產技術部門,以住的采礦工程學科只是從煤炭開採的各個技術環節進行設計、生產,只注重把礦物多開采一些出來,而沒有或很少考慮對周圍環境的影響,及如何在開采過程中和開采後,恢復地質環境和生態環境,更不會考慮在開采結束閉坑逐漸充水後,邊坡岩體強度下降,穩定性、安全性大幅下降可能引發的環境地質災害及防治對策,更沒有露天井工聯合開采環境影響的意識;管理部門注重當前經濟效益,預見不到若干年後可能產生的危害,往往忽略了長遠的社會效益、環境效益,也就忽略了長遠的經濟效益,或是缺乏科學的、具體的可操作性的法規和標准,或是有法沒依、執法不嚴、違法不究,形成好象有人管、誰都管,實際誰都不管或管不了的局面。
隨著中央和各級政府對資源環境工作的高度重視和一系列政策法規的制定,及要加大礦山環境管理和治理力度,加強地質災害防治,實現資源開發和環境保護的協調發展,使我們認識到要深層次開始研究傳統理論中勘探、開采、管理、效益、執法等人類生存活動與地質環境相互制約和相互作用的關系,以從理論上撥亂反正。
對露天井工聯合開采露天礦閉坑環境問題從學科上、技術上就應將煤炭露天井工開采、煤礦閉坑地質災害防治、生態地質環境恢復有機的結合起來,要將將來用於治理的投入同開礦的效益統一起來考慮規劃、設計和生產。用現代化的技術方法防止、減少和改進采礦引起的地質環境改變,整治采礦對環境造成的危害。決不要以不可逆轉的破壞地質環境、生態環境為代價來開採煤炭資源,也只有這樣才能實現經濟的可持續發展,實現強國富民安天下。
3)露天礦閉坑環境問題根本上說就是人類采礦工程活動使環境逐步惡化,多種成災因素長期作用、復雜疊加,而逐步的導致環境地質災害發生和加劇。這就需要決策者、管理者、生產者有戰略眼光和戰略胸懷,高度重視預測未來露天礦特別是露井聯采露天礦閉坑後工程地質和水文地質環境可能發生的變化趨勢和災變,列項開展這方面的科學研究和實行綜合防治。
(2)露天井工聯合開采影響下的撫順西露天礦閉坑總體思路
在露天礦進入閉坑期後,通過由干坑(進行疏干工程的邊坡)向濕坑(不疏干將充水的邊坡)逐漸過渡的模式分階段進行露天井工聯合開采露天礦閉坑環境地質災害(包括滑坡、地表變形、沉陷、水污染、油母頁岩自燃、揚塵等)監控、預測、防治和利用。
露天井工聯合開采露天礦閉坑環境地質災變將按工程地質、變形動態和災害危險性區劃的兩種分區,在利用原有監測線並擴建環境監測網的長期監控下採用現代技術和建立的環境地質信息和預警系統按區動態的跟蹤預測。特別是預測傾倒區、沉陷區、潛在沉陷滑移區中的變形破壞區、變形危險區、一般變形區;或災害危險區和易發區的界線在干坑向濕坑過渡中的動態變化趨勢,並研究相應的防治對策和措施。對閉坑期水文地質環境的變化(包括水污染、水質評價治理、水資源利用)利用原有的相應的疏干排水系統設施(地表水排水系統、坑內上部淺水排水系統、坑內下部排水系統)也在由干坑向濕坑過渡中由疏干排水單一功能過渡和建成為水匯集、水質評價、水污染治理、引水成湖、景觀建設、水資源利用等多功能的為水文地質環境治理利用服務的綜合設施。考慮到東露天礦恢復開采後部分剝離岩石進入西露天礦內排土場排棄的規劃,設計露天礦閉坑北幫邊坡的災害防治、綠化、復墾利用。對於露天礦閉坑後期殘余工作區(主要在東南幫E2500-E2800,-90-248水平;東本層E1400-E1500區域,東南幫保安煤壁E2600-E3600,-150水平)及露天礦結束期並段要按現行的地質災害防治條例等礦山環境保護法規進行開采和生態地質環境保護,避免造成新的環境地質災害。露天礦礦坑環境災變防治同時,對三個排土場進行成災性預測評價、整治和復墾,恢復生態環境。西排土場立即著手開展工作,汪良排土場、東排土場隨後。這樣,逐漸的形成一個集各種人文景觀、工業景觀,能多種經營,可持續發展的寶地,形成撫順市南部綠色園林。並總結礦山地質環境管理、法規、治理方面的經驗教訓,成為我國露天礦山環境管理、治理恢復的一個示範。
(3)露天井工聯合開采影響下的撫順西露天礦閉坑礦坑利用的幾個方案
露天礦閉坑後礦坑的利用應建立在閉坑前後地質災變監測、預測、防治的基礎之上,綜合研究並達到最佳的環境效益、社會效益和經濟效益。也就是說要從干坑向濕坑逐漸過渡的過程中研究最佳的利用方案。
① 從干坑向濕坑過渡,最終充水成湖。這一方案在周邊沒有重要工業設施和居民建築物或充水成湖後不構成威脅的前提下應是一最佳經濟的方案。通過充水成湖,生態環境恢復、景觀建設,實現水資源利用。
② 礦坑回填或局部回填利用。削山平坑(包括剝離回填)從防治閉坑環境地質災害和復墾來講,不失為一最有效的方法,但從經濟上考慮,填平或局部填平至不危害地而建築物,17億m3的工程量,既要巨大的投入,又要漫長的時間,目前是難以實現的。但東露天礦恢復開采,部分剝離物至礦坑內排線排棄,是有利於減小地面變形和災害發生的。
③ 干坑利用方案。露天礦坑理論上具有1萬億元的挖方價值能否利用這一優勢,結合國家長遠規劃興建巨型建築群,或從下至上綜合規劃建設有世界之最特色的人文景觀,也是一個可以研究的方案。但如果沒有國內外巨額資金注入,或戰略需求,恐怕很難有所作為。
④ 下部充水成湖,上部維持疏干排水,進行復墾、綠化、利用。這是綜合以上方案的折衷方案。從水資源利用、恢復環境和防治環境災害幾個方面出發進行規劃研究。但要綜合考慮投入與產出的效益比。
(4)露天井工聯合開采影響下的撫順西露天礦閉坑前後環境地質災害防治對策
通過對撫順西露天礦閉坑前後環境地質問題的勘察,綜合分析,災變預測和評價,對經過八十多年露天采礦井工采礦所誘發和累積的各種環境地質災變的現狀、成因、特點、危害和發展趨勢的研究,清楚的表明露天礦閉坑環境地質災害防治本身也是一項綜合的、復雜的、龐大的系統工程。要應用環境地質學、系統工程、工程經濟學等學科的原理和思路研究防治時策。將露天礦閉坑引起的環境災變影響降低到最低限度,並探索適合合理開發、利用的實現可持續發展的防治方法。
1)建立露天井工聯合開采露天礦閉坑環境地質監測網站。建站原則為在充分利用原有城市監測網站的基礎上結合閉坑系統特點建站。監測網包括三部分,一是在完善原有企業包括石油一廠、發電廠、露天礦閉坑期余留的地表變形、地下位移監測點線的基礎上建立長期的露天礦周邊環境地表變形、地下位移監測網,實現長期的地表位移、地下位移監測,積累數據和資料供變形特徵分析,變形發展趨勢和災變預測,為防治提供依據。以地表變形監測為主,地下位移視不同區域需要建立。二是水文地質環境監測。充分依靠利用省、市地質環境監測站對省布城市地質環境長期監測和積累的地下水動態、地下水環境、地質災變等方面的基礎數據和監測手段,拓展監測並將閉坑環境有關監測納入市地質環境監測站業務中。三是對大氣、水體、土壤、岩石和排棄廢矸,環境污染等方面的監測。充分依靠和利用環保部門系統建立的市級環境監測站對城市的環境監測數據資料和監測手段、儀器裝備。拓展監測內容和范圍,將閉坑環境有關監測內容納入環境監測站的業務中。三部分的監測匯總就能實現露天礦閉坑環境動態的較為全面、長期跟蹤監測。地表變形監測網主要要補充建立E1500以東地區三條監測線(D線、E線、F線),南幫千台山九個監測點,實現潛在沉陷滑移區的監測和千台山地區變形監測。以上3部分監測聯成網路,組成系統,資料匯總,信息共享。
2)在開始建立的露天礦閉坑地質環境信息系統和露天礦環境地質監測網基礎上建成閉坑地質環境災害預警系統。這個預警系統基本包括環境地質信息變化趨勢調查評價,監測網長期、持續、跟蹤的三部分監測資料,災變發展趨勢分析,災害預警信息傳播、會商和防治對策建議等5個方面。可以依靠和充分利用地區(如市)地質環境監測站建立的地質環境、地質災害監測體系和預警、預報監測網路建立的預警系統,二者相互依存,也可作為市地質災害預警系統的一個子系統管理。這個系統主要目的為伴隨著露天礦逐漸閉坑對環境地變化趨勢和災變進行跟蹤預測,為礦山閉坑管理、監控和災害防治服務。側重於空間預警,即基於閉坑環境地質災變的主要控制因素(如地層岩性、地質結構、閉坑地貌形態、地層災變、地下水等)和誘發因素〔如降雨、消融、人為工程活動、礦震等〕開展工作。根據長期的監測和分析,比較明確的劃定一定時間內環境地質災變將要發生的區域或地點,工程地質及變形分區中傾倒滑移區、沉陷滑移區中的危險區、變形區界線動態變化趨勢、潛在區發展趨勢,環境地質災變預警預報模型,及相應的防治對策建議。
露天礦閉坑環境監測網系統和預警系統宜在露天礦閉坑前期即近幾年內建成並投入運行。一是實現閉坑前期地質環境的實時監控、預測和管理,二也為通過閉坑這一完整過程從工程技術上、政策、法規、標准制定、管理和執法上積累經驗和資料,三是為實現邊閉坑(終采前的開采過程)、邊防治、邊恢復地質和生態環境提供依據,從而減少閉坑後環境地質災害和減小其危害和治理難度,從經濟上也能減少投入。
3)露天礦閉坑前後同邊地區環境地質災害,地表變形防治對策。露天礦閉坑前後周邊地區環境地質災害的主要問題是地面變形、沉陷、地面塌陷、滑坡。而重點在北幫,其造成的災害對石油一廠、發電廠、居民建築物影響大,破壞也嚴重。防治也主要針對這一地區。上述監測網和預警系統也主要布設在北面,為防治對策的制定提供基礎資料。防治對策立足兩點:一是避讓原則。在傾倒、傾倒滑移體區和沉陷、沉陷滑移體區的危險區甚至變形區內不要安排、布置工程建設和民居建築,不要搞新的雙保。也就是這兩個區的F1A斷層以南地區均應避讓。二是針對性治理原則。對己經存在的位於變形區內又不宜搬遷的重要工業設置和建築物,採取針對性治理。
4)閉坑前後水文地質環境災變防治對策。水文地質環境災害主要在兩方面:一是干坑向濕坑過渡中,岩體強度因水浸下降,可能發生滑坡、崩塌等災害;二是在徑流條件下,地面的發電廠、石油一廠、水泥廠等企業及周圍民居群的工業、生活污水大部分排入沖積層,成為降雨和河流補給以外的充水補給源,水質將嚴重的受到污染。岩體中的有害元素也可能污染水體,這一問題將成為露天礦閉坑後顯現出來的最大問題之一,將影響長遠的生態環境和水資源的利用與開發。
露天礦生產中,建有一套完整的疏干排水系統。基本格局是地表水不下坑,坑內上部淺水淺排,下部貯在露天礦,排在勝利礦。
南部地面設有2條截水溝:北沿幫水溝由東崗向西流入大官暗渠,南沿幫水溝由注砂井向西流入古城子河。坑內分不同水平設有50km長永久和臨時性水溝,分別流向各泵站。
結合這一具體狀況,最佳、最經濟的防治對策為充分利用閉坑前的疏干排水系統設置,隨著由干坑向濕坑過渡逐步改造、完善成閉坑後的水質評價、水污染防治和水資源利用的系統和設置。地表水經水溝匯集後需經水質分析、水污染防治後方允許流入坑內,坑內由下往上的泵站按防治、利用需要改造成相應裝置,並隨著充水成湖,湖面上升而逐級廢止或保留。這一項工程主要圍繞水資源利用而展開。
5)閉坑後坑內邊坡滑坡、崩塌等災害防治對策。露天礦進入開采後期,加大了內部排土,並於2000年關閉了西排土場,內部排上線由4條增至16條。內排最大的容量每年將達到840萬m3。這樣對邊坡穩定和減少地面變形是十分有利的。西部北幫地區就由於W200以西實現壓腳護坡。14段以下實現部分內排而使地面變形明顯減小,僅為上年同期的10%~50%(A線、C線)。但是隨著露天采剝工程集中在中區EWO~E1200范圍,東部(B線)地面變形仍呈增加趨勢。並將隨著露天礦結束期的來臨,鐵道運輸改汽車運輸,油母頁岩富礦和貧礦實行汽車並段,邊坡將逐漸加陡。而且閉坑後,干坑向濕坑過渡,岩體強度下降,因此在某些敏感區段,如原來經常發生滑坡的區段有可能發生滑坡等災害,影響邊坡整治與復墾。為防止閉坑後出現這類災害,最佳的防治對策應是在閉坑前,也就是開采後期就充分考慮閉坑後邊坡加陡充水狀態下的穩定性和安全性,也就避免閉坑後發生這類災害。東露天礦批准開采,設計將部分排棄物(貧礦、綠頁岩)排至西露天礦坑E1400以西內排土場內,這將有利於減緩北幫邊坡和地面變形,有利於減少滑坡地質災害的發生。但需要總體協調、規劃,綜合考慮排棄生產與礦坑災害防治、利用,以達到最佳效果。
6)完善和加強閉坑前後礦山環境管理和治理力度是露天礦閉坑環境地質災害防治的重要對策。制定一套自成體系、完整的有關露天礦山特別是露天井工聯合開采礦山地質環境調查、評價、生產期和閉坑後應達到的標准、驗收方法等標准規范對完善露天礦山地質環境管理、執法及防治閉坑環境地質災害是十分必要、十分有效的防治對策。另外對諸如有關露天礦工程設計、建設的規范,學科教材理論也有必要補充和修訂有關開采、閉坑礦山環境恢復、治理、復墾有關實際措施的條款和內容。
7)建立健全的以現代技術為依託的礦山環境(包括露天井工聯合開采露天礦閉坑環境)管理體系與系統,強化國家對礦山環境的監督管理手段,運用法律、行政、經濟、科學技術、宣傳教育等多種手段和措施,對各種礦業活動從勘察、設計、建設、開采、終采閉坑這一全過程進行系統規劃、調整、監控和法治。從而有效的防止包括露天礦閉坑在內的礦山環境的破壞與災害的發生,實現礦山地質環境改變—破壞—恢復的良性循環,促進可持續發展。
8.2.4.2 露天井工聯合開采閉坑露天礦再利用
(1)露天井工聯合開采閉坑露天礦再利用研究技術路線
每年我國有不少新建煤礦投產,也有不少數量的煤礦終采閉坑成為廢棄煤礦,其中有不少歷史遺留的老礦區如撫順、阜新等為露天井工聯合開採的煤礦。煤礦開采中不可避免的對生態地質環境造成影響和破壞,包括地面塌陷、地裂縫、崩塌、滑坡、含水層破壞、地形地貌景觀破壞等;同時煤礦開采中又產生大量的廢水、廢渣,形成大量的矸子山和排土場;廢舊煤礦、矸子山、排土場中的殘余煤炭或煤矸石又可能自燃發火,對環境造成更大的影響與破壞,對人類居住地的大氣、生態、土地環境造成破壞。這些都將嚴重影響煤礦所在地區(如煤城)經濟、社會的可持續發展,影響人居安定、和諧。因此廢舊煤礦的再利用與殘余資源的再開采研究是煤礦安全、綠色開采技術與戰略研究的一個重要內容,是建立煤炭安全、高效、綠色開采經濟社會評價體系的一個重要組成部分。同時也是對煤礦所在地區環境保護,生態重建,城市美化建設、發展、提升的一大貢獻。
露天井工聯合開采閉坑露天煤礦再利用研究技術路線應分階段進行:
第一步:摸清情況。就是對閉坑煤礦的基本情況(包括殘余煤炭資源情況)進行調查、勘察、摸底,包括閉坑前後煤礦造成的生態地質環境破壞情況,引發的採煤沉陷、地表變形、滑坡、含水層破壞、自燃發火等災害情況;
第二步:針對性治理。對閉坑煤礦造成的環境破壞與各類環境災害進行針對性治理。包括環境與災害區劃分、評價、監測預警、針對性治理(如分別針對采沉、滑坡、自燃發火等)方案設計並實施,並提出再利用可行性研究。
第三步:規劃、設計閉坑煤礦再利用方案。即在摸清情況,針對性治理的基礎上統籌規劃閉坑煤礦再利用方案。這個規劃往往要在整個礦區可持續發展與環境保護規劃的基礎上制定各個具體閉坑煤礦的利用方案。
第四步:閉坑煤礦再利用方案實施與維護。再利用方案的實施也應分步進行,同時盡可能將殘余的煤炭資源開采出來。一是利於殘余煤炭這種不可再生資源的利用,二是采盡殘余煤炭後清除了殘余煤炭對閉坑煤礦利用與環境造成新的隱患。利用方案實施後仍應加強維護與監測,以實現生態環境的優化,顯現預計的環境效益、社會效益與經濟效益,實現煤炭開采自始至終的綠色效應。
(2)阜新礦區露天井工聯合開采閉坑露天煤礦再利用
阜新市號稱百里煤海,阜新煤田長130km,寬8~20km,煤田分布總面積2000km2,可采面積181km2,4個可采地區總長44.5km,寬3~8km,總面積168.4km2,已有近百年開采歷史,前後有多個露天煤礦,幾十個礦井進行過開采,己閉坑的廢棄露天礦坑和井工礦也有多個。煤礦開采形成的大、中、小型矸石山就有近240餘座,佔地面積2885hm2,總堆積12.11×108m3。在阜新礦區內形成了20個相對獨立的沉陷盆地、2個大露天采坑、4個小露天采坑。現有13個採煤沉陷區總沉陷面積10138hm2,總采空區面積7369hm2。早就閉坑的新邱露天煤礦曾有上百個殘煤自燃點,使廢坑成為終日煙霧彌漫的火坑。
煤礦開采還造成地下水污染、邊坡滑坡、坍塌等環境災害。而阜新煤炭資源已顯現枯竭,使阜新成為全國最早顯現煤炭資源枯竭的城市。破壞了的生態地質環境如何治理?廢棄的礦井與露天礦坑如何利用?資源枯竭型煤礦區、煤城如何轉型?這些已成為國內最典型、國際上也罕見的難題。2001年12月,阜新市被國家列為第一個資源枯竭型城市經濟轉型試點市。開始了資源枯竭型城市煤礦區生態環境治理與利用及經濟轉型的研究。
通過近十年對城市環境、礦區環境、廢舊煤礦的治理,矸石山復土復綠植樹造林、復墾,全市生態環境明顯改觀,礦區綠化5萬畝,人造矸石山變成了人造綠洲;對污染了的地表水系(細河)、地下水進行治理,水環境大大改善。被評為「水環境治理優秀城市」。而2005年閉坑的海州露天煤礦被國家確定為全國第一批國家礦山公園,2006年9月動工建設,現已正式開放。
海州露天礦國家礦山公園被定位為世界工業遺產旅遊項目。礦山公園分為四大板塊,長4km、寬2km、深350m的巨大礦坑建成的礦山公園能產生巨大的視覺震撼和心靈震撼。生態恢復示範區、大型礦山設備展示區、礦山公園博物館、地質遺跡、露天采礦模擬場等等採煤與地質景觀,成為展示中國現代工業百年發展史的網路全書,並成為遊人工業生產深度體驗的度假天堂。
圖8-25為海州露天礦國家礦山公園現狀照片。
圖8-25 海州露天礦國家礦山公園
海州露天煤礦國家礦山公園是以廢棄閉坑露天煤礦資源為資源構成的新的產業,理論上是創新、實際上是突破,是我國廢棄露天煤礦再利用的最典型代表。
(3)廢舊閉坑露天煤礦再利用研究
我國露天煤礦中小型露天煤礦雖然占絕大多數,但露天煤炭基地建設的規劃,今後主要還是發展大型露天煤礦,因此大中型露天煤礦閉坑、排土場的再利用是綠色開采技術研究的重點。目前已閉坑的露天煤礦中,影響面大、治理難度大、利用價值大的主要還是歷史遺留的大中型露天煤礦礦坑,如海州露天煤礦就是近期已閉坑的影響面最大、最廣的世界著名露天煤礦,另外,如撫順西露天煤礦,也已進入閉坑前期,它的治理、利用就得到國家的高度重視,得到國際上的極大關注。
從閉坑露天煤礦包括井聯采露天煤礦的利用看,主要有四種方式:
1)建設礦山公園
以展示露天煤礦礦業遺跡景觀為主體,體現礦業發展歷史內涵,具備研究價值和教育功能,可供人們游覽觀賞、科學考察。建設中要融礦業、地質景觀、自然景觀與人文景觀於一體,採用環境更新、生態恢復和采礦文化重現等手段,達到生態效益,經濟效益和社會效益的有機統一。
這種方式適用於開采歷史久遠,又有較多礦業、地質遺跡、自然景觀、礦業文化、礦業發展內涵豐富的大中型露天煤礦。典型代表是海州露天礦國家礦山公園。
2)作為臨近露天煤礦排土場
一個煤田有多個露天煤礦,開采中先期閉坑或進入閉坑期的露天煤礦的礦坑作為臨近生產露天煤礦剝離物的排土場,既可以節約排土場佔用土地又利用剝離物回填廢礦坑,也利於治理、減緩廢坑邊坡滑坡與地表變形。對回填後的礦坑區及其他地區同時進行治理、重建生態環境,可以植被造林,規劃建設成青山綠水的礦坑森林公園。
典型代表是進入閉坑期的撫順西露天礦,西部內排區作為恢復生產的東露天礦剝離物的排土場,既不用佔用土地,又利於西露天礦北幫邊坡的穩定與減緩地表變形對地面建築物的影響。同時對北幫到界邊坡進行生態環境治理與重建。規劃閉坑後建設成生態、人文、工業景觀人體的青山綠水風景旅遊森林公園。
3)采礦-內排復墾一體化
露天煤礦生產中主動利用采礦工程實施內部排土,使礦坑邊采邊內排回填,在終采閉坑時基本上不再形成龐大的礦坑,實現礦坑大部分回填復墾。這是露天煤礦特別是露井聯采露天煤礦實施綠色開採的一種最好的形式。
4)對廢舊露天礦坑與內排土場實施復墾與生態重建
對於露天煤礦開采形成的外部排土場及一般的不實施回填的中小型露天煤礦礦坑採用覆土綠化、植被造林、生態重建的方式利用廢棄礦坑與排土場,邊生產邊治理。對於排土場更是這樣,排土台階一到界就開始治理復綠,在閉坑前排土場已經綠樹成林,恢復重建了生態環境且已產生較高的生態效益、環境效益、社會效益與經濟效益。
廢棄的露天礦礦坑大多採用復土綠化植被造林的方式,加以利用。而排土場的治理與生態重建更是一旦排土到界即開始復土復綠、重建環境。如伊敏露天礦到界的外排土場的綠化效果已恢復到原始生態草原狀態。霍林河煤田、勝利煤田的外排土場也均是採用形成外排土場同時進行綠化復墾。
我國包括實行露天井工聯合開採的閉坑露天煤礦再利用與殘余煤炭資源再開采研究可以圍繞以上方式結合煤礦具體情況進行。但最值得推薦與應該採用的還是內部排土回填礦坑,並採用生產、復墾、環境治理、生態重建一體化技術的閉坑露天煤礦再利用方案。