第一章绪论
矿产资源是在地球内动力和外动力地质作用过程中形成并赋存于地壳内(地表或地下)的有用矿物或物质集合体,是质和量适合于工业要求,并在现有的社会经济和技术条件下能够被开采和利用的自然资源。
矿产资源的生成过程非常缓慢,需要经历千万年至上亿年漫长的地质时期。与矿产资源的生成时间相比,这些资源能够承受人类开发利用的时间却是相当短暂。但是矿产资源在经过一段时间的开采后便会枯竭或者无法继续达到开发利用的指标,正因如此矿产资源具有不可再生性,大量关闭矿山也随之出现。
关闭矿山是指开采矿产资源后遗留下来的废弃工程场地及其附属物,岩体、矿体、水及气体在矿山停用、关闭后与环境相互作用,使矿山内物质的理化性质、工程地质性质等发生根本性变化。
第一节关闭矿山
矿山关闭指的是矿山或选矿厂区在完成停产善后处理程序后永久性终止矿业工程活动,并以解除租约为标志。一般来说,矿山关闭主要是由于资源濒临枯竭、矿山开采条件发生变化、安全生产没有保障、企业经济效益低下等原因。
矿山关闭是矿山生命周期一个系统性必经流程,覆盖法律法规、经济管理、环境保护等多个领域,涉及社会经济、政策制定、地质、采矿等多部门相关工作。内蒙古制定了一整套切实有效的处理措施,来保证矿山顺利关闭,矿山技术人员及周边居民得到相应补偿和妥善安置,矿区环境得以修复治理,资产和债务能妥善处理等。不仅如此,矿山的关闭作为矿山开发的*后阶段,是矿业全生命周期*重要的一环,过去有不少矿山关闭前没有完全按照程序性的、技术要求性的成套标准实施,导致矿山闭坑良莠不齐,甚至造成严重的社会影响及重大人身伤害和经济损失。
面对资源约束趋紧、环境污染严重、生态系统退化的严峻形势,实现内蒙古矿业全生命周期的绿色发展是矿业发展的必由之路。正因如此,矿山关闭正在成为内蒙古矿业开发、土地资源利用、生态环境保护、社区包容发展等问题交织与社会关注的热点,是延长矿业产业链的关键。
第二节国内外关闭矿山现状
矿业工程活动在推动社会经济进步的同时,也扰动了矿山和矿区的环境与生态系统,这种扰动有些对矿山环境和生态系统产生了负效应,但也有一些对矿山环境与生态系统产生了正效应。针对如何科学地认识关闭矿山环境与生态系统的正负效应、如何系统化地修复与治理关闭矿山的环境负效应、资源化地开发利用关闭矿山的环境正效应等问题,做到趋利避害、变废为宝,对于内蒙古后矿业时代的能源转型与发展具有重要的理论指导意义和实用价值。
一、国外关闭矿山现状
(一)德国鲁尔工业区关闭现状
鲁尔工业区位于德国西部、莱茵河下游支流鲁尔河与利珀河之间的地区,是德国*大的工业区,也是世界著名的工业区之一(图1.1)。19世纪末期至20世纪中叶,鲁尔工业区在煤炭、钢铁等工业发展中曾空前繁荣。20世纪50年代以后,随着煤炭的能源地位下降、产业结构过于单一等问题的出现,传统工业区逐渐衰落,鲁尔工业区面临了空前的衰退危机。1958~1964年,鲁尔工业区内的关闭煤矿达53处,大量煤矿技术人员和职工被迫失业。
1968年,鲁尔工业区所在的德国北威州政府为了应对艰难局势制定了《鲁尔工业区发展纲要》,对矿区进行重点清理整顿,将采煤集中到盈利多和机械化水平高的大矿井,同时采取一系列优惠政策扶持并改造煤炭钢铁业。这些优惠政策包括价格补贴、税收优惠、投资补贴、政府收购、矿工补贴、环保资助、研究与发展补助等。清理整顿工作完成之后,鲁尔工业区53个城镇组成了区域规划联合机构一鲁尔城市委员会。1989年,鲁尔城市委员会启动了“国际建筑展埃姆舍公园”计划的第一个10年(1991~2000年)规划,将鲁尔工业区的重工业厂区作为工业文明的遗产来保护和继承。短短的10年时间,鲁尔工业区将世界上*老旧的重工业区改造成生态景观公园的后工业时代旅游景区,并被联合国教科文组织评为世界文化遗产。
(二)日本煤矿关闭现状
日本的煤炭工业曾经一度非常红火,在生产*旺盛的1940年,全国的年产量曾经达到5600万t,从业人员超过45万人。但自20世纪60年代以来,由于进口煤炭的竞争、严格的环保和安全法规以及替代产品的大量使用,该国的煤炭业逐渐走向衰落。2000年左右,日本只剩下两座煤矿,年产量仅300万t,从业人员仅2500人。
20世纪60年代初日本煤炭工业发展达到高峰,之后随着能源结构改革,煤炭工业逐步衰落,大多数煤矿关闭。在之后的50余年里,日本煤矿减少了620余个。日本*后一家煤矿公司一太平洋炭矿公司于2002年1月30日停产,从而日本国内的煤炭产业彻底结束。虽然日本本国的煤炭工业巳经不复存在,但其国内的煤炭需求量预计仍不会有多大的变化。目前日本国内的电厂和钢厂每年的煤炭消耗量在1.3亿t左右,主要是从国外进口。
日本的煤矿关闭措施主要有法律约束、经济激励、专项管理、文化挖掘等方面。在法律制定方面,自1955年起日本先后制定了《煤炭矿业合理化临时措置法》《煤矿离职者临时措置法》《产煤地域振兴临时措置法》等法规。从促进经济发展来看,制定优惠税收与贷款政策,在原矿区建立替代产业,减少煤矿关闭带来的经济损失和人员失业。1962年,日本成立了“产煤地区振兴事业公团”,该机构是由政府设立,具有特殊法人地位,由政府提供款项,实施商业化运作,如此一来,煤矿关闭后的环境处理问题,既有了负责者,又有了资金支持,还有了办事效率,工作也就卓有成效。此外,日本还将相当一部分关闭的煤矿作为文化遗产加以保留,注重发掘关闭煤矿中的文化价值。20世纪90年代,日本掀起了一股煤矿遗迹的保护热潮,通过这样的方式,向游客展示日本经济建设和煤炭工业的足迹。
二、我国关闭矿山现状
我国是一个以煤炭作为主要能源的国家,2019年我国原煤产量为38.5亿t,比2018年同比增长4.0%,在我国一次能源消费结构中的占比超过70%。从我国能源资源禀赋的特点来看,以煤炭为主的能源格局在未来相当长的时间内不会发生根本性的转变。然而,据资料统计数据,自20世纪60年代至21世纪初,我国的国有矿山巳有三分之二进人老年期,50个矿业城市巳经资源枯竭。在这50个城市中,失业下岗的人数估计达到300万人,上千万人的生活受到影响。
我国政府为关闭矿山环境深化研究颁布了一系列指导意见和政策,使关闭矿山环境修复治理的出路更加系统和清晰。2016年发布了《关于加强矿山地质环境恢复和综合治理的指导意见》,提出了开发式修复治理的市场化运作意见;2017年发布了《住房城乡建设部关于加强生态修复城市修补工作的指导意见》,明确了矿山环境修复要达到自然修复的形态。2019年发布《中共中央国务院关于建立国土空间规划体系并监督实施的若干意见》,提出了坚持山水林田湖草生命共同体理念。2019年发布了《关于建立激励机制加快推进矿山生态修复的意见》,要求推行矿山环境开发式治理、科学地开发利用等意见。
总体而言,我国的矿山环境负效应修复治理研究进展迅速。从20世纪90年代初,我国开始出现矿山土地修复和复垦相关的文献。在我国矿山环境负效应的研究历程中,经历了控制减少、避免发生、预防控制等过程,修复治理技术也逐步由简单变复杂,由借鉴到专业,由经验估计到理论参数的变迁,在矿山土地资源的修复治理与保护、固体废弃物的综合利用、矿井水害防治、矿山大气污染、生态修复、微生物修复技术手段、矿山污水处理与循环利用方面都取得了显著成效。值得注意的是,以往有关矿山环境的研究多集中在矿山建设和生产过程,侧重于因矿业开发对矿山环境产生负效应的研究,分析负效应的基本类型、有效的防控与治理对策。我国学者在多年矿山环境负效应修复治理研究的基础上,提出了矿产资源绿色生产、水资源供给、生态环境改善的矿山环境负效应防治目标。近几年矿山环境学者对矿业开发活动遗留的大量资源给予积极关注,我国矿山环境学者武强首次提出矿山环境正效应开发利用的理念,将矿山环境领域的研究视角从负效应修复治理转向矿山环境正效应开发利用,提出了系统化的修复治理矿山环境负效应和资源化开发利用矿山环境正效应的思路。只有矿山环境正、负效应都研究完善,才能达到矿山环境修复治理与开发利用的双赢。
我国巳有关闭矿山环境正效应开发利用的案例,如湖北黄石国家矿山公园,利用落差450余米的露天采坑改造为以“矿冶大峡谷”为核心景观的矿山公园,将矿山建设成科普教育基地、教学基地和环保示范基地;上海佘山世茂深坑酒店在深约80m的露天采坑内修建深坑酒店,将采坑内特殊的环境开发为观赏、娱乐、休闲等矿山特色项目;长沙大王山矿将废弃矿坑变为冰雪世界,在露天采坑中建设滑雪场、冰雪世界公园等娱乐项目;唐山南湖沉陷区将原有采煤沉陷区改造为湿地、地震遗址、运动场地等极具特色的矿山主题生态公园,使开发利用后的采煤沉陷区转变为城市的重要组成部分。
第三节废弃矿山环境正效应开发利用的需求
我国关闭矿山数量众多,矿山环境负效应修复治理和正效应开发利用的工作压力很大。如何将关闭矿山对矿山环境造成的负效应*小化,实现关闭矿山环境正效应资源的开发利用的长期利益*大化,是关闭矿山环境正效应开发利用中亟须正视并解决的重大问题。
在过去很长的一段时期内,粗放型的经济增长方式导致我国矿产资源无法与社会经济的发展相适应,并造成大量的矿山环境问题出现,矿山生态环境形
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