系統論與榆神府礦區綠色礦山建設模式

王 凱

(陜西省一八五煤田地質有限公司，陜西 榆林 719000)

0 引言

地球環境是一個動態的平衡系統，沒有現代化采礦業之前，人類與自然和諧相處，隨著經濟的發展，礦產資源越來越受到人類的重視。低水平煤炭開采，一方面解決了人類對能源需求，另一方面又極大地浪費資源，出現污染環境、礦難事故時發、煤礦企業與地方關系緊張等問題，煤礦企業怎樣健康有序地發展成為社會關注的焦點。中外礦業界對此提出不同的對策，這些對策由先開發后治理逐步向邊開發邊治理轉化。2007年，我國首次提出“綠色礦業”的概念，并出臺了一系列文件用以指導綠色礦業的建設。綠色礦山建設順應了黨的十八大會議提出的建設生態文明，建設美麗中國的要求。從某種意義上說綠色礦山是建設和諧社會，實現礦業持續發展的現實舉措。

1 低水平采礦帶來的問題

陜北榆神府侏羅紀煤田，一經探明，就震驚世界，被譽為“世界八大煤田之一”、陜北的“科威特”。這里煤資源富集，預測儲量為2 800億t，探明儲量為1 460億t，按照規劃分為神府礦區、榆神礦區、榆橫礦區和吳堡橫溝礦區，面積占榆林地區總土地面積的54%。原煤產量占全省的60%以上，是我國最重要的原煤產地。

榆神府地區煤礦眾多，低水平開發隨之帶來了一系列地質災害，這些地質災害主要表現在：地裂縫，地面塌陷，地下水滲漏，泉水、井干涸，河流斷流，以及進而由地質環境的變化引起的生態破壞和影響當地居民生活等問題。

針對這些地質災害，應當探索和規劃一套綠色礦業建設的措施。對于已經審批未進入生產階段的礦井，應當吸取先前煤礦低水平開采帶來的地質災害教訓，按照綠色礦山建設模式建設現代化礦井，減少資源浪費和地質環境的破壞。

2 綠色礦山系統論

2.1 形成與發展

我國傳統文化博大精深，諸如陰陽五行、周易八卦、中醫理論都講究系統論，全面的分析，調理。現代系統論最早可追溯到古希臘的樸素系統思想。如2 000多年前，泰勒斯把宇宙描述成一個自然循環變化的整體；畢達哥拉斯學派認為人體是小宇宙，是大宇宙的縮形；德謨克利特在《宇宙大系統》中最早使用“系統”一詞；赫拉克利特的《論自然界》中提出“世界是包括一切的整體”等等。

一般系統論作為一門科學學科，首先在1937年由L.V.貝塔朗菲提出并開創的。他于1945年發表了《關于一般系統論》這本書。隨著大工業的發展，后來的學者從理論和應用層面以系統論為基礎構建了其學科體系如：一般系統論、協同學、耗散結構理論、趨循環理論等，并應用這些理論來指導各領域的系統工程。系統論強調4大原理：整體不可分原理、突現性原理、等級層次性原理和功能耦合原理。

系統方法是應用系統的理論、科學、思維、分析與工程等方法來指導人們研究和處理科學技術問題的科學方法。系統方法主要包括系統的分析與綜合、建立系統模型以及系統的擇優化。

2.2 綠色礦山的提出

綠色礦山發展歷程：19世紀初，礦業發達的英國、美國等國家率先提出“綠色礦山”，這一時期“綠色礦山”的要素只是環境。二戰后，提高資源的利用率被列為重要課題，這一時期“綠色礦山”要素包括環境及資源的綜合利用。現今，人類越來越重視環境保護的重要性，提出一切“以人為本”的準則。全球都在積極探索“綠色礦山”道路，完善“綠色礦山”概念。

綠色礦山內涵：國內外專家學者都曾給綠色礦山下過定義，雖然各有差異，但都把資源綜合利用、生態重建、環境保護作為最根本、最核心的部分。綜合國內外專家的定義，本文給出綠色礦山的定義是在法律的約束下，從資源節約利用、環境保護以及生態恢復出發，采用綜合利用、規范管理、技術創新、土地復墾、礦地和諧為手段，協調統一資源效益、環境效益、經濟效益、社會效益，礦山生產全過程中貫徹“可持續發展理念”，建設資源節約型、環境友好型礦山。

2.3 綠色礦山的數學定義

用抽象集定義綠色礦山系統：

S={Vi×Ei，i=1，2，3，…，n}

其中：S—系統；Vi—關系的各分量；×—笛卡爾積；Ei—各要素。

用集合集定義綠色礦山：還可以把綠色礦山系統定義為可以識別的、各部分獨立的集合

S={Si∈S；i=1，2，3，…，n}

其中：Si—系統的各子系統。

3 綠色礦山模式

3.1 綠色礦山模型

綠色礦山模型系統包括4個一級子系統，即生態系統、社會系統、經濟系統、支撐系統，這些一級系統還可以再繼續細分為若干個子系統，如圖1所示。

綠色礦山建設要素眾多，而以前往往只是針對某一要素進行探討，從系統的整體的研究卻很少。綠色礦山建設是系統工程，各要素間互相協調、互相作用、相互依存，并且能夠通過內部調節來適應外部干擾達到新的平衡。所以建設發展綠色礦井，實現礦企的可持續發展都需在系統論的指導下進行整體而不是零散的系統研究。

3.2 綠色礦山系統特征

動態平衡系統：在綠色礦山建設過程中，事物都在運動和變化。礦企要不斷地適應來自內部和外部的變化，根據綠色礦山建設要求，調整自身結構來適應變化，這樣才能得到持續發展，綠色礦山建設才得以順利推進。

圖1 綠色礦山系統

自我革新系統：創新是任何企業的發展動力所在。科學技術是第一生產力，一個企業要想更進一步的發展，就必須不斷地革新生產工藝及生產設備，這些對于礦山綠色建設起著非常重要的作用。其次國家出臺了《國家級綠色礦山基本條件》，規定礦山企業用于科技創新的資金不低于總產值的1%，鼓勵企業開展創新和革新，改進優化工藝，發展循環經濟，高度重視科技進步。這些來自外部的硬性規定同樣要求煤礦企業必須不斷地主動革新。

和諧發展系統：人與自然的和諧是中國傳統文化的精髓。而礦山企業在低水平開發礦產的同時，破壞著人類賴以生存的地表環境，造成農田減少、土肥流失、植被破壞等問題和災難，人類比以往任何時候都感到來自工業文明所帶來的危害。和諧發展以資源節約利用、環境生態重建為基本點，建設節約型、友好型的礦山，減少危害，和諧發展。

3.3 建設綠色礦山的目標

綠色礦山是從系統的整體格局出發，結合一般系統論與礦產開發學、礦產經濟學、生態工程學等學科的建設理論。用系統論來指導礦山企業建設綠色礦山，具有一定的指導作用。煤礦企業按照綠色礦山系統模式來開發資源，構建和諧社會，建設新型的節約型的綠色礦山。改變礦山傳統采礦模式，實現全面綠色化。

4 結語

系統論是從整體、全局出發來分析問題解決問題。各個礦山系統并不是社會的一個獨立的部分，他們也是社會這一系統的組成部分，受到社會發展的制約。低水平礦山開發會帶來一系列的社會問題，一方面促進了社會的經濟繁榮，另一方面以犧牲自然資源和破壞人類賴以生存的自然環境為代價。綠色礦山的提出是順應時代發展的要求，同時也是天人合一、人與自然和諧相處、以人文本的發展理念的根本要求。礦山企業按照綠色礦山發展模式去建設礦山，就能夠最大限度地減少自然環境的破壞，開采礦產資源，實現礦山企業與地方的和諧共處，為社會的發展作出貢獻。