本書系統(tǒng)介紹了露天煤礦開采擾動效應的概念及內涵,首次提出了露天煤礦開采擾動指數(shù)這一基本概念,構建了評價指標體系和評價模型,并對國內幾個大型、特大型露天煤礦的開采擾動效應進行了評價,在定量化科學評價露天煤礦開采擾動效應方面做出了嘗試。本書可作為從事露天煤礦生產(chǎn)、管理、科研、設計工作的工程技術人員的學習用書,也可供高等院校有關專業(yè)師生閱讀參
現(xiàn)階段,中國煤炭行業(yè)仍然面臨著煤炭產(chǎn)能過剩嚴重、煤炭經(jīng)濟運行形勢嚴峻的問題,也面臨著經(jīng)濟中高速增長常態(tài)化、能源需求強度下降、能源結構低碳化發(fā)展、環(huán)境對煤炭開發(fā)和利用的制約不斷增強等不利因素。在提倡能源結構調整、企業(yè)節(jié)能降耗和轉型升級的大背景下,綠色低碳已經(jīng)成為當今社會發(fā)展的必然趨勢,建設綠色礦山已經(jīng)成為礦山企業(yè)實現(xiàn)全面協(xié)調可持續(xù)發(fā)展的基本前提,是礦山企業(yè)實現(xiàn)生態(tài)文明的具體體現(xiàn),是社會形態(tài)向高層次發(fā)展的必然要求。中國露天煤礦的開采已經(jīng)有百年的歷史,在礦山規(guī)模、開采技術、開采工藝及裝備、管理方式和資源開發(fā)模式等方面都取得了豐碩的成果,部分領域已經(jīng)達到或接近國際領先的水平。尤其經(jīng)過近30 年的探索和發(fā)展,根據(jù)礦山所在區(qū)域的環(huán)境和礦山的特點,創(chuàng)造性地建立了多種綠色礦山建設模式,如準格爾礦區(qū)的黃土丘陵區(qū)的生態(tài)產(chǎn)業(yè)建設、平朔礦區(qū)的廢棄土地復墾與可持續(xù)利用模式、伊敏礦區(qū)的植被復墾綠化示范區(qū)建設等,在廢棄土地復墾和綠色礦山建設等方面取得了一定的成效。但露天開采的自身特點決定了露天煤礦開采過程中及閉坑以后必然伴隨產(chǎn)生一系列的環(huán)境與生態(tài)問題,如露天煤礦采掘場與排土場等對土地的挖損或壓占、對地表水的污染或破壞、對地下水流場平衡的改變或破壞、對大氣環(huán)境的污染以及產(chǎn)生的噪聲污染等。隨著露天煤礦規(guī)模的不斷擴大、社會化外包模式的不斷推廣、降本增效壓力的逐漸增大等,這些外部因素在一定程度上加劇了露天煤礦開采過程中生態(tài)與環(huán)境問題的顯現(xiàn)程度。鑒于此,國內外廣大學者提出了綠色開采的基本理念和基本技術框架。
綠色開采旨在達到露天煤礦大規(guī)模開采的同時,將采礦對外部要素的破壞程度降到最低,實現(xiàn)露天開采與外部要素的協(xié)調統(tǒng)一。露天開采對礦區(qū)及周圍的地表、大氣、水環(huán)境、生態(tài)環(huán)境等外部要素的影響程度,受礦山所在地區(qū)的環(huán)境容量、生態(tài)環(huán)境承載力、礦山開采規(guī)模、資源賦存條件、開采技術水平和生產(chǎn)管理水平等方面影響較大。因此,深入研究露天煤礦的開采過程對外部要素的擾動程度,尤其是進行定量化的研究,已經(jīng)成為新常態(tài)下引導露天礦山企業(yè)適應外部環(huán)境約束、建設綠色礦山、實現(xiàn)全面協(xié)調可持續(xù)發(fā)展的重要理論和技術基礎。
科學引導露天礦山企業(yè)適應外部環(huán)境約束,實現(xiàn)全面協(xié)調可持續(xù)發(fā)展,需要把這一全新的發(fā)展和管理理念變?yōu)楝F(xiàn)實的管理模式,使其具有可操作性,并融入到礦山開發(fā)和管理工作中。人們必須能夠對露天煤礦開采過程與外部要素之間的相互影響程度及狀態(tài)實施度量,清楚了解某一露天煤礦開采過程對外部要素產(chǎn)生的擾動程度所處的水平,距離同行業(yè)先進水平以及本礦山的管理目標還有多遠,現(xiàn)行的或正在制定的政策、措施是否有利于提升本礦在同行業(yè)之中的水平,是否有利于目標的實現(xiàn)。只有這樣,決策者才可能設定具體的、客觀的發(fā)展和管理目標,對露天煤礦開采過程進行適時的監(jiān)控和動態(tài)的優(yōu)化調整,把露天煤礦開采對外部要素的影響調整或保持在合適的軌道上,以綠色開采的視角規(guī)劃露天煤礦的開采方式和發(fā)展戰(zhàn)略,引導礦山向著生態(tài)可持續(xù)的模式發(fā)展。因此,露天煤礦開采擾動效應問題的定量化研究,對于現(xiàn)階段以及相當長的一段時間內露天煤礦的節(jié)能降耗、綠色低碳以及礦山可持續(xù)發(fā)展等都有著十分重要的意義。
本書正是在這一背景下,基于綠色開采的基本理念,運用系統(tǒng)工程學、運籌學、采礦學、能源動力學、環(huán)境科學和生態(tài)經(jīng)濟學等理論,首次提出了露天煤礦開采擾動指數(shù)這一基本概念,嘗試實現(xiàn)定量化科學評價露天煤礦開采擾動效應的強弱,研究露天煤礦開采擾動效應評價指標體系的構建方法及原則,構建露天煤礦開采擾動效應評價指標體系,建立露天煤礦開采擾動效應綜合評價模型,對國內重點大型、特大型露天煤礦進行實證研究。
本書各章節(jié)編寫人員如下:第1 章為王忠鑫、林淋、喬治春;第2 章為楊漢宏、王金金、張鐵毅、張勇;第3 章、第4 章為楊漢宏、王忠鑫、翟正江;第5 章為王忠鑫、王金金、張勇、王桂林;第6 章為王金金、王衛(wèi)衛(wèi)、張鐵毅、張勇、翟正江;第7 章為楊漢宏、王忠鑫、王金金、王桂林;附錄為王衛(wèi)衛(wèi)。全書由楊漢宏統(tǒng)稿、審定。
在項目研究和書稿編寫過程中,得到了神華準能集團有限責任公司、中煤科工集團沈陽設計研究院有限公司、中國礦業(yè)大學(北京)及中國煤炭工業(yè)協(xié)會等單位的支持和幫助,王家臣教授、陳忠輝教授、張克樹教授級高工、朱建新教授級高工等專家在項目研究過程中給予了無私的指導,在此一并表示衷心的感謝。
由于作者的水平有限,有些研究工作還在繼續(xù)深入進行,書中難免存在問題和謬誤之處,敬請讀者批評指正。