以現(xiàn)代化信息技術(shù)助力黃河流域煤炭礦區(qū)生態(tài)保護(hù)

當(dāng)前，“黃河流域生態(tài)保護(hù)和高質(zhì)量發(fā)展”已成為國家重大戰(zhàn)略之一，是深入推進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)、培育經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展新動能、促進(jìn)區(qū)域協(xié)調(diào)可持續(xù)發(fā)展的重大戰(zhàn)略支點。

黃河流域總面積約80萬平方公里，其中含煤區(qū)域面積占40%以上，蘊藏煤炭資源量占全國一半以上。煤炭開采在促進(jìn)黃河流域社會經(jīng)濟發(fā)展、保障國家能源安全方面具有十分重要的地位。然而，傳統(tǒng)的煤炭開采方式必然導(dǎo)致生態(tài)破壞，引起地下水位下降、地表生態(tài)惡化。如何將黃河流域煤炭工業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展與生態(tài)保護(hù)相結(jié)合，探索以生態(tài)優(yōu)先、綠色發(fā)展為導(dǎo)向的煤炭礦區(qū)發(fā)展之路，成為我國當(dāng)前亟待解決的問題。

黃河流域不同區(qū)域的煤炭開采特征和生態(tài)保護(hù)需求有很大差異。依靠傳統(tǒng)的人力、物力等，針對具體點源和項目的環(huán)境保護(hù)，人為割裂了煤炭礦區(qū)作為一個整體生態(tài)系統(tǒng)的作用與功能，容易顧此失彼，且難以做到在煤炭開采的同時兼顧生態(tài)保護(hù)，無法及時準(zhǔn)確地應(yīng)對生態(tài)破壞風(fēng)險。

煤炭礦區(qū)生態(tài)環(huán)境治理是一項專業(yè)性、技術(shù)性、系統(tǒng)性很強的工作，急需借助現(xiàn)代化信息技術(shù)手段，提高煤炭礦區(qū)生態(tài)環(huán)境治理能力和治理水平。具體而言，煤炭礦區(qū)的生態(tài)環(huán)境治理應(yīng)在制度體系、監(jiān)測能力與管控平臺建設(shè)三個方面集中發(fā)力。

一是堅持整體系統(tǒng)觀，構(gòu)建煤炭礦區(qū)生態(tài)保護(hù)的智能化治理制度體系。

不再沿用之前單一的煤炭礦區(qū)生態(tài)環(huán)境治理機制，創(chuàng)新綜合治理、系統(tǒng)治理、源頭治理，以現(xiàn)代化信息技術(shù)為支撐，推進(jìn)信息共享、監(jiān)督評價、民主參與、法治保障，實現(xiàn)煤炭礦區(qū)不同利益主體的協(xié)同及煤炭礦區(qū)生態(tài)環(huán)境治理對象與目標(biāo)價值的高度重合，實現(xiàn)生態(tài)環(huán)境治理工具與治理價值有效整合。

借助現(xiàn)代化信息技術(shù)手段，進(jìn)一步統(tǒng)籌優(yōu)化煤基產(chǎn)業(yè)聚集和產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同布局，因地制宜管理礦產(chǎn)資源、土地資源、水資源的開發(fā)利用，強化水、土、植被、風(fēng)、光等資源與煤炭資源開采之間的協(xié)同治理，推動資源高效集約利用制度建設(shè)。

以智能化手段構(gòu)建煤炭礦區(qū)生態(tài)保護(hù)與安全生產(chǎn)、應(yīng)急管理的協(xié)同聯(lián)動機制，進(jìn)行分級、分類監(jiān)管。

健全源頭預(yù)防、過程控制、損害賠償、責(zé)任追究制度的同時，制定和完善煤炭礦區(qū)生態(tài)保護(hù)的智能化治理法律法規(guī)，有效支撐礦區(qū)生態(tài)資源產(chǎn)權(quán)、資源監(jiān)管、系統(tǒng)保護(hù)、修復(fù)、監(jiān)測評價、資源經(jīng)營、資源市場配置和調(diào)控、補償、財稅金融扶持等方面的制度體系建設(shè)與礦區(qū)產(chǎn)業(yè)協(xié)同治理。

二是依托新一代信息技術(shù)、智能化手段，提升煤炭礦區(qū)生態(tài)環(huán)境監(jiān)測能力。

煤炭礦區(qū)生態(tài)環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測與評價、生態(tài)過程及空間響應(yīng)識別與調(diào)控、環(huán)境承載能力預(yù)測預(yù)警、生態(tài)環(huán)境損害及修復(fù)評估、生態(tài)保護(hù)的人工干預(yù)與智能決策等工作的基礎(chǔ)都在于生態(tài)環(huán)境數(shù)據(jù)的采集與分析，都需要與現(xiàn)代化信息技術(shù)深度融合。新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和新一代信息技術(shù)為煤炭礦區(qū)生態(tài)環(huán)境監(jiān)測能力的提升提供可能。例如，依靠大數(shù)據(jù)、遙感衛(wèi)星、物聯(lián)網(wǎng)、云計算等技術(shù)，配合網(wǎng)格化監(jiān)測微站、移動監(jiān)測（無人機及便攜式現(xiàn)場監(jiān)測設(shè)備）等技術(shù)方法，構(gòu)建高時空分辨監(jiān)測網(wǎng)，實時觀測煤層，上覆層，水系（水資源與水環(huán)境），地表土壤與植被、動物、微生物，大氣環(huán)境等變化，識別評價煤炭開采擾動、環(huán)境污染治理、資源綜合利用、生態(tài)修復(fù)等的程度與自然恢復(fù)水平。

因此，推動煤炭礦區(qū)新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，加快布局建設(shè)5G網(wǎng)絡(luò)、千兆光纖寬帶、物聯(lián)網(wǎng)、云計算、邊緣計算、新型互聯(lián)網(wǎng)交換中心等，構(gòu)建新一代信息技術(shù)支撐的生態(tài)環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)，為煤炭礦區(qū)各領(lǐng)域、各角落全天候無縫監(jiān)管提供高時空分辨率的監(jiān)測數(shù)據(jù)。

利用高時空分辨監(jiān)測網(wǎng)的監(jiān)測數(shù)據(jù)和大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，加強煤炭礦區(qū)生態(tài)環(huán)境信息資源的整合，可以精細(xì)刻畫環(huán)境擾動要素變化和排放源的排放規(guī)律，提高礦井及周邊區(qū)域時間和空間識別精度，系統(tǒng)掌握區(qū)域內(nèi)山、水、林、田、湖、草、礦產(chǎn)資源等的生態(tài)大數(shù)據(jù)，提升實時數(shù)據(jù)監(jiān)控能力。生態(tài)環(huán)境部發(fā)布的《生態(tài)環(huán)境監(jiān)測規(guī)劃綱要（2020-2035年）》提出，生態(tài)環(huán)境監(jiān)測要向環(huán)境風(fēng)險預(yù)警拓展，構(gòu)建生態(tài)環(huán)境狀況綜合評估體系。

以技術(shù)支撐網(wǎng)格化管理，通過綜合環(huán)境容量、實時擾動特征及開采情況提升監(jiān)管效率，支持源頭治理，強化主體責(zé)任，在支撐煤炭精準(zhǔn)開采的同時，服務(wù)礦井及周邊區(qū)域生態(tài)功能提升與生態(tài)系統(tǒng)重構(gòu)。

三是建設(shè)智能化生態(tài)環(huán)境治理平臺，提高煤炭礦區(qū)生態(tài)環(huán)境監(jiān)管決策水平。

為應(yīng)對信息碎片化、局地化、平面化與不確定性，借助新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的契機，引入互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算、人工智能、區(qū)塊鏈等現(xiàn)代化信息技術(shù)，將煤炭礦區(qū)生態(tài)環(huán)境治理大數(shù)據(jù)監(jiān)管與決策平臺列為煤礦智能化建設(shè)的核心內(nèi)容之一。

充分融合現(xiàn)代化信息技術(shù)手段，構(gòu)建數(shù)字化、智能化的煤炭礦區(qū)生態(tài)環(huán)境治理“最強大腦”，可以有效提升運行效率、服務(wù)和管理水平。例如，引入科技手段，通過該平臺實現(xiàn)動態(tài)監(jiān)測、智能預(yù)測預(yù)警、快速定位、跟蹤研判、精準(zhǔn)溯源，及時發(fā)現(xiàn)問題，將問題精確定位在特定礦井或地表區(qū)域，從而對特定對象進(jìn)行分時、分級、分類精準(zhǔn)管控。同時，以平臺建設(shè)拓展煤炭礦區(qū)治理張力，加快應(yīng)用互聯(lián)感知、數(shù)據(jù)分析和智能決策技術(shù)，在技術(shù)的輔助下，積累更多可靠數(shù)據(jù)。

探索利用多元數(shù)據(jù)融合分析，形成成本更低、覆蓋面更廣、布點更靈活、查找影響源更精準(zhǔn)的生態(tài)保護(hù)方法與治理策略。

建設(shè)具有信息采集、風(fēng)險感知、風(fēng)險監(jiān)測、智能分析、預(yù)判預(yù)警、監(jiān)管核查、綜合治理、防控協(xié)同、決策評估的一體化平臺，可以有效推動煤炭礦區(qū)治理的精準(zhǔn)預(yù)測、防控協(xié)同與可視化管理，服務(wù)礦山及其周邊區(qū)域生態(tài)保護(hù)的精準(zhǔn)施策，增強礦區(qū)韌性。

通過數(shù)據(jù)治理、數(shù)據(jù)共享、多元數(shù)據(jù)融合，還可以與上級監(jiān)管部門建立協(xié)作關(guān)系，推進(jìn)煤炭礦區(qū)數(shù)據(jù)管理、行業(yè)監(jiān)管、網(wǎng)格化管理等平臺的功能整合，用科技彌補環(huán)境治理過程中出現(xiàn)的人力、物力不足的短板，從平面監(jiān)管轉(zhuǎn)向立體監(jiān)管，及時回應(yīng)煤炭礦區(qū)生態(tài)環(huán)境治理的利益訴求，便于實施精細(xì)化、數(shù)據(jù)化、智能化的保護(hù)與管理，提高區(qū)域生態(tài)保護(hù)與治理的科學(xué)決策水平。

2020年8月31日，中共中央政治局會議審議了《黃河流域生態(tài)保護(hù)和高質(zhì)量發(fā)展規(guī)劃綱要》。黃河流域生態(tài)保護(hù)和高質(zhì)量發(fā)展受到高度重視，將推動黃河流域煤炭礦區(qū)生態(tài)保護(hù)事業(yè)進(jìn)入新的歷史時期。建設(shè)智能綠色煤礦，充分融合科技手段治理煤炭礦區(qū)生態(tài)環(huán)境，可以最大程度減小生態(tài)環(huán)境破壞，實現(xiàn)生態(tài)保護(hù)精準(zhǔn)化、敏捷化與現(xiàn)代化。伴隨煤炭礦區(qū)生態(tài)保護(hù)理念的轉(zhuǎn)變、技術(shù)的完善，將有利于網(wǎng)格化的精準(zhǔn)管理，發(fā)揮海量數(shù)據(jù)價值，推進(jìn)以風(fēng)險評估為基礎(chǔ)的精準(zhǔn)治理，并逐步融入智慧礦區(qū)體系。

隨著煤炭礦區(qū)生態(tài)保護(hù)進(jìn)入深水區(qū)及一些新的問題的出現(xiàn)，未來如何將大數(shù)據(jù)與礦區(qū)規(guī)劃結(jié)合，利用數(shù)據(jù)支持綜合治理，促進(jìn)礦區(qū)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、經(jīng)濟轉(zhuǎn)型是智能化生態(tài)環(huán)境治理工作需要考慮的重要課題。

“十四五”時期，我國急需推進(jìn)黃河流域煤炭礦區(qū)生態(tài)環(huán)境的智能化治理，國家應(yīng)鼓勵大型煤炭企業(yè)積極實踐，從打造科研和應(yīng)用示范基地做起，提供治理樣板，形成一系列可推廣、可復(fù)制的成功經(jīng)驗。

（作者張博系中國礦業(yè)大學(xué)〈北京〉管理學(xué)院教授、博士生導(dǎo)師，孫春升系煤炭工業(yè)規(guī)劃設(shè)計研究院戰(zhàn)略院副院長、研究員）