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第一節(jié) 泥炭工程學(xué)的研究對(duì)象和任務(wù)

一、泥炭的概念

由于泥炭科學(xué)發(fā)展歷史淺近,泥炭的概念和名詞至今尚未統(tǒng)一,給泥炭貿(mào)易和學(xué)術(shù)交流中造成不必要的混淆和麻煩。在我國(guó),民間把泥炭稱為草炭、土煤或草垡子,煤炭學(xué)界根據(jù)泥炭處于成煤過(guò)程第一階段,沿用俄文文獻(xiàn)稱呼,將泥炭稱為泥煤。事實(shí)上,用草炭統(tǒng)稱泥炭是不符合科學(xué)事實(shí)的,因?yàn)樘\類泥炭是蘚類植物殘?bào)w構(gòu)成的,木本泥炭是木本植物殘?bào)w構(gòu)成的,蘚類植物和木本植物都不是草本植物,因而也就不能用草炭一詞統(tǒng)稱。而泥煤一詞只有煤炭學(xué)界使用,學(xué)科覆蓋范圍較小。為了學(xué)術(shù)和產(chǎn)業(yè)交流的一致性,避免商業(yè)糾紛發(fā)生和學(xué)術(shù)交流歧義,應(yīng)該對(duì)泥炭名稱進(jìn)行統(tǒng)一和規(guī)范。

在國(guó)際貿(mào)易和學(xué)術(shù)交流中,泥炭一詞在英文里是peat,俄語(yǔ)里是торф,德語(yǔ)里是torf,芬蘭語(yǔ)中是turve,瑞典語(yǔ)中是 torv,這些名稱在國(guó)際交流中是通暢和沒有歧義的。但一些俗名或者生僻單詞常常在交流中出現(xiàn)一定的混淆。德國(guó)泥炭學(xué)家韋伯將泥炭地劃分為高位、中位和低位三種類型,分別對(duì)應(yīng)著高位泥炭、中位泥炭和低位泥炭,經(jīng)常被誤解為泥炭質(zhì)量的高低,而其本意是泥炭發(fā)展階段和營(yíng)養(yǎng)類型,應(yīng)該翻譯為貧營(yíng)養(yǎng)泥炭、中營(yíng)養(yǎng)泥炭和富營(yíng)養(yǎng)泥炭會(huì)更準(zhǔn)確一些。而在英文詞匯中,表示貧營(yíng)養(yǎng)泥炭的詞語(yǔ)是oligotrophic peat,中營(yíng)養(yǎng)泥炭的專用詞語(yǔ)是mesotrophic peat,富營(yíng)養(yǎng)泥炭的專用詞語(yǔ)是eutrophic peat。為了統(tǒng)一起見,可以用sphagnum peat蘚類泥炭代表高位貧營(yíng)養(yǎng)泥炭,而用fen peat草本泥炭代表低位富營(yíng)養(yǎng)泥炭。此外,白泥炭和黑泥炭?jī)蓚€(gè)名詞有時(shí)分別代表蘚類泥炭和草本泥炭,但也可能用于區(qū)分不同分解度的蘚類泥炭。兩種稱呼在泥炭生產(chǎn)和學(xué)術(shù)研究中約定俗成,有時(shí)甚至用于企業(yè)之間的貿(mào)易合同。特別需要提出的是,sphagnum和moss兩個(gè)詞雖然都指蘚類泥炭,但sphagnum peat 主要指蘚類植物殘?bào)w已經(jīng)轉(zhuǎn)變?yōu)槟嗵浚鴖phagnum moss 往往指尚未轉(zhuǎn)化為泥炭的活蘚層。sphagnum是植物學(xué)上的泥炭蘚專用名詞,中文既有翻譯為水蘚的,也有翻譯為水苔的,我們認(rèn)為還是統(tǒng)一翻譯為泥炭蘚更好。對(duì)于普通用戶來(lái)講,只要知道是sphagnum 和moss 都是蘚類泥炭,不是草本泥炭就足夠了。我國(guó)泥炭以草本泥炭為主,英文中表示草本泥炭的詞語(yǔ)是fen peat,屬于富營(yíng)養(yǎng)泥炭(eutrophic peat)。如果植物殘?bào)w以苔草為主,可以用苔草泥炭表示(sedge peat),如果以蘆葦殘?bào)w為主,也可以稱為蘆葦泥炭。但無(wú)論如何草本泥炭不能用moss peat作英文譯名。

不僅泥炭名詞存在模糊問(wèn)題,泥炭概念和定義也有較大的爭(zhēng)議,特別是確認(rèn)泥炭特征的技術(shù)指標(biāo)在不同國(guó)家間也有很大不同。因?yàn)槟嗵坑芍参餁報(bào)w、腐殖質(zhì)和礦物質(zhì)三大組分構(gòu)成,所以泥炭定義既要看泥炭有機(jī)質(zhì)含量的最低標(biāo)準(zhǔn),又要看其中的有機(jī)物分解狀況。柴岫等人在其所著的《泥炭地學(xué)》緒論中提出,泥炭是由不同分解程度的松軟有機(jī)堆積物構(gòu)成,其有機(jī)質(zhì)含量應(yīng)在30%以上。這種定義可以將泥炭與褐煤、草根層以及枯枝層加以區(qū)分。褐煤中未分解的有機(jī)體極少,殘?bào)w難以辨認(rèn),含水量少,炭化程度高,C/H值和C/N值都比較高,而且大多石化。枯枝落葉層的殘?bào)w分解很少,枝葉保存完好,易于與泥炭區(qū)分。草根層是泥炭的形成層,草根層中有機(jī)質(zhì)含量大多超過(guò)30%,但活植物根系含量也可能超過(guò)50%以上,這就可能導(dǎo)致草根層具有一些泥炭層中所沒有的新鮮成分。此外,草根層處于好氧通氣狀態(tài),植物殘?bào)w的分解以好氧分解為主,因此,可以根據(jù)這些特征將草根層和泥炭層區(qū)分。

有機(jī)質(zhì)是泥炭的主體,是泥炭的基本屬性。但是不同國(guó)家秉持不同的開發(fā)理念和保護(hù)政策,所以各國(guó)泥炭的有機(jī)質(zhì)含量下限也不盡一致。有的國(guó)家將有機(jī)質(zhì)含量30%以上定為泥炭,有的國(guó)家將有機(jī)質(zhì)含量50%以上定為泥炭,目前看采用有機(jī)質(zhì)含量30%作為泥炭標(biāo)準(zhǔn)下限的國(guó)家占多數(shù)。另外從礦產(chǎn)資源利用價(jià)值上看,泥炭礦產(chǎn)除了有機(jī)質(zhì)含量要超過(guò)一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)外,其泥炭層厚度和泥炭礦規(guī)模也要達(dá)到一定標(biāo)準(zhǔn)。世界多數(shù)國(guó)家的泥炭層最低厚度在自然濕地狀態(tài)下是50cm,在疏干狀態(tài)下是30cm。

二、泥炭地和泥炭礦的概念

泥炭地就是泥炭的產(chǎn)地或有泥炭堆積的地方。擁有繁茂的沼澤植被和穩(wěn)定的沼澤水文情勢(shì)、正在持續(xù)進(jìn)行泥炭形成和積累的泥炭地叫泥炭沼澤,英語(yǔ)中將這類泥炭地稱為mire,即活著的泥炭地。如果泥炭地被掩埋、疏干、開墾,沼澤植被、沼澤水文情勢(shì)完全喪失,泥炭形成和積累完全停止,則稱為衰亡泥炭地。可見泥炭地是包含了正在積累泥炭的自然泥炭地和停止泥炭形成和積累的退化或衰亡泥炭地的統(tǒng)稱。

英語(yǔ)中關(guān)于泥炭地、泥炭沼澤有一些特定詞語(yǔ)和用法,熟悉和理解這些詞語(yǔ)對(duì)提高國(guó)際學(xué)術(shù)商務(wù)交流水平、加強(qiáng)國(guó)際合作具有一定意義。首先,中文里的沼澤是一個(gè)籠統(tǒng)的包容性很強(qiáng)的詞語(yǔ),只要生長(zhǎng)濕地植被、存在濕地水文情勢(shì)、土壤積累泥炭或土壤嚴(yán)重潛育化的地段都可以劃入沼澤的范疇。但在英語(yǔ)中,不同類型的沼澤有不同的專有名詞。mire專指仍在形成和積累泥炭的泥炭沼澤,也就是我們所說(shuō)的自然泥炭地或現(xiàn)代泥炭地。 swamp 是指森林沼澤或蘆葦沼澤,多數(shù)情況下有泥炭積累,也有因?yàn)榉磸?fù)泛濫掩埋,不能形成泥炭積累,如紅樹林沼澤和蘆葦沼澤。fen 專指富營(yíng)養(yǎng)草本泥炭沼澤,有草本泥炭積累。marsh則特指沒有泥炭積累的草本沼澤,國(guó)內(nèi)一般翻譯為礦質(zhì)沼澤。在泥炭沼澤中,由蘚類植物為主導(dǎo)群落的、泥炭地表中心凸起的蘚類泥炭沼澤叫bog,中文可以翻譯為凸起蘚類沼澤或高位沼澤;在水汽豐沛、氣候冷濕的大西洋東岸山坡上廣泛發(fā)育的蘚類泥炭沼澤blanket,中文可翻譯為披蓋式泥炭沼澤。芬蘭等國(guó)還有壟洼復(fù)合的apaa沼澤,中文可以翻譯為壟洼復(fù)合沼澤。

因?yàn)橹杏⑽哪嗵康孛~語(yǔ)境的不同,在中英文互譯中經(jīng)常發(fā)現(xiàn)沒有準(zhǔn)確對(duì)應(yīng)的表達(dá)詞語(yǔ)。拉姆薩爾Ramsar公約的濕地定義是一個(gè)管理指向的綜合概念,將各種富水的自然體如沼澤、湖泊、河流、海濱以及稻田水塘等全部并入濕地范疇。從表1-1可以看到,濕地公約的bog是凸起蘚類沼澤,fen是草本泥炭沼澤,swamp是森林沼澤或蘆葦沼澤,marsh是礦質(zhì)沼澤(包括淡水沼澤和鹽沼)。而Ramsar公約定義中的peatlands(泥炭地)卻有邊界模糊的問(wèn)題。因?yàn)槟嗵康匾辉~既可能是具有濕地植被和濕地水文、正在進(jìn)行泥炭形成和積累的現(xiàn)代泥炭沼澤,也可能是已經(jīng)疏干退化、濕地植被和濕地水文缺失、泥炭形成和積累完全停止的衰亡泥炭地。這種衰亡泥炭地已經(jīng)徹底喪失了濕地功能和效益,已經(jīng)不屬于濕地范疇,只不過(guò)是碳的儲(chǔ)存場(chǎng)所,且這種儲(chǔ)存功能也因?yàn)槟嗵空訚膳潘笸庑约訌?qiáng)、有機(jī)質(zhì)分解加快而逐漸耗散,不能真正起到保護(hù)有機(jī)碳庫(kù)的作用,這種衰亡泥炭地中的泥炭會(huì)因?yàn)椴粩喾纸夂纳ⅲ豢赡芰艚o子孫后代。

表1-1 泥炭地、濕地、景觀與世界

泥炭礦是從礦產(chǎn)開發(fā)角度提出的專用名詞。所謂泥炭礦,就是達(dá)到合理技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的泥炭含礦地段。為了泥炭開發(fā)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理性,泥炭礦中的泥炭品位不僅要達(dá)到規(guī)定的最低標(biāo)準(zhǔn),還要求有一定泥炭厚度和儲(chǔ)量。不同儲(chǔ)量規(guī)模和品位的泥炭礦其開發(fā)條件和開發(fā)利用方向以及開發(fā)利用效益都有很大差別。所以,我國(guó)規(guī)定,作為礦產(chǎn)的泥炭資源品位至少要達(dá)到30%以上。其中有機(jī)質(zhì)含量在30%~50%的泥炭定為劣質(zhì)泥炭,有機(jī)質(zhì)含量大于50%定為優(yōu)質(zhì)泥炭,劣質(zhì)泥炭和優(yōu)質(zhì)泥炭的利用價(jià)值不言而喻。泥炭?jī)?chǔ)量依據(jù)于泥炭地面積、平均深度和容重,所以泥炭的最低厚度也是泥炭礦的基礎(chǔ)指標(biāo)之一。我國(guó)規(guī)定,疏水前的泥炭層厚度必須大于50cm,排水后的泥炭層厚度必須大于30cm。如果是多層泥炭礦,則至少一層泥炭要達(dá)到可采厚度。在泥炭?jī)?chǔ)量上,我國(guó)規(guī)定總儲(chǔ)量1萬(wàn)~10萬(wàn)噸(烘干重)的為小礦,10萬(wàn)~100萬(wàn)噸的為中礦,大于100萬(wàn)噸的為大礦。

三、泥炭工程學(xué)的概念

泥炭工程學(xué)是研究如何從地球表層獲取泥炭礦產(chǎn)資源并進(jìn)行高效加工的技術(shù)科學(xué),換句話說(shuō),泥炭工程學(xué)是研究泥炭礦產(chǎn)開采與利用的技術(shù)科學(xué)。泥炭工程學(xué)以工程學(xué)理念和方法為手段,以泥炭礦產(chǎn)合理利用和經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展為目標(biāo),綜合運(yùn)用物理學(xué)、化學(xué)、地質(zhì)學(xué)、環(huán)境學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)、社會(huì)學(xué)和土木工程、機(jī)電技術(shù)等知識(shí)和手段,系統(tǒng)分析和深入研究泥炭礦產(chǎn)開發(fā)和保護(hù)過(guò)程所涉及的成礦過(guò)程、勘查評(píng)價(jià)、規(guī)劃設(shè)計(jì)、開采運(yùn)輸、礦石處理、產(chǎn)品加工、市場(chǎng)推廣、跡地修復(fù)、保護(hù)重建和項(xiàng)目管理等一系列工程技術(shù)問(wèn)題,以達(dá)到用最少的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境成本,為人類提供高效、安全、有用的泥炭產(chǎn)品和服務(wù)的目的。

泥炭工程學(xué)是研究泥炭開發(fā)利用和保護(hù)管理的技術(shù)科學(xué)。泥炭工程學(xué)是根據(jù)基礎(chǔ)科學(xué)原理,研究泥炭礦產(chǎn)的形成發(fā)育規(guī)律,探索泥炭礦產(chǎn)的地質(zhì)特征,綜合運(yùn)用泥炭地質(zhì)學(xué)、水文地質(zhì)學(xué)、工程地質(zhì)學(xué)、礦山安全科學(xué)與技術(shù),按科學(xué)的工程程序,采用一定的機(jī)電設(shè)備及配套管理體系,采出礦床里的泥炭資源,并進(jìn)行科學(xué)加工和應(yīng)用推廣的一種工程活動(dòng)和技術(shù)科學(xué)。泥炭工程學(xué)的研究目的是泥炭開采的安全、高效、低能耗、少排放和加工技術(shù)的高產(chǎn)、低耗、增值和減排,這就要求泥炭工程學(xué)綜合運(yùn)用現(xiàn)代科學(xué)理論與相關(guān)工程技術(shù),深入分析、研究泥炭礦產(chǎn)開采的復(fù)雜多變、影響多樣的客觀條件,掌握和利用泥炭露天開采的基本規(guī)律,系統(tǒng)研究和深入開發(fā)高效、安全、高收率、具舒適作業(yè)條件的現(xiàn)代化泥炭開采的科學(xué)理論和工程技術(shù)。同時(shí),廣泛吸取相鄰學(xué)科的先進(jìn)理論和技術(shù)手段,針對(duì)泥炭資源的特性特征,努力開發(fā)高效環(huán)保、健康綠色的泥炭新產(chǎn)品,提高泥炭資源附加值,增加企業(yè)利潤(rùn)和國(guó)家稅收,促進(jìn)社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和環(huán)境可持續(xù)發(fā)展。

泥炭資源屬于新興礦產(chǎn)資源,泥炭賦存于地表淺層,和周邊氣候、水文、植被、土壤、人類活動(dòng)關(guān)系密切。泥炭礦產(chǎn)開采主要采取露天開采方式,空間完全開放,容易對(duì)外界產(chǎn)生影響;開采施工可能造成地表道路、水系、建筑物、耕地、林地發(fā)生必要的改變;泥炭礦多分布在負(fù)地形內(nèi),泥炭開采后地表高程進(jìn)一步降低,形成更深的負(fù)地面,易于造成水分積聚。但由于我國(guó)泥炭層厚度普遍較薄,泥炭地面積廣大,整體地面高程下沉,會(huì)形成新的相對(duì)地表形態(tài),所以開采跡地的修復(fù)和再利用并不困難;泥炭礦石的干燥、加工利用過(guò)程可能產(chǎn)生一定粉塵和噪聲。這些泥炭開采加工過(guò)程都必然面臨諸多需要解決的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和環(huán)境問(wèn)題,需要進(jìn)行系統(tǒng)的、綜合的、全面的規(guī)劃和安排,提出相應(yīng)的對(duì)策和措施,也需要泥炭工程學(xué)提出科學(xué)解決途徑。所以,泥炭工程學(xué)面臨的問(wèn)題不僅涉及物理、化學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)等基礎(chǔ)學(xué)科,還與地區(qū)的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和環(huán)境關(guān)系密切,對(duì)區(qū)域社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展具有重要的意義。

四、泥炭工程學(xué)的研究?jī)?nèi)容與任務(wù)

泥炭工程學(xué)是一門綜合性科學(xué)與面向生產(chǎn)實(shí)際的工程技術(shù),它涉及泥炭礦產(chǎn)地質(zhì)特征勘查,采集和分析樣品,規(guī)劃設(shè)計(jì)與開采方案,評(píng)價(jià)泥炭開采和加工的環(huán)境影響,編制設(shè)計(jì)泥炭開采加工可行性研究報(bào)告,設(shè)計(jì)開采后泥炭原料包裝標(biāo)識(shí),設(shè)計(jì)組織泥炭產(chǎn)品的研發(fā)、產(chǎn)業(yè)化和生產(chǎn)工藝,組織實(shí)施泥炭標(biāo)準(zhǔn)化,開展泥炭開采跡地的修復(fù)重建,設(shè)計(jì)規(guī)劃泥炭地保護(hù)工程,推進(jìn)實(shí)施泥炭地責(zé)任管理等內(nèi)容。泥炭工程學(xué)學(xué)科內(nèi)容涉及泥炭地質(zhì)學(xué)、水文地質(zhì)學(xué)、工程地質(zhì)學(xué)、氣象氣候?qū)W、植物修復(fù)學(xué)、機(jī)電工程技術(shù)、系統(tǒng)科學(xué)與工程、計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、環(huán)境保護(hù)、安全技術(shù)與工程、機(jī)械設(shè)計(jì)修理等多個(gè)學(xué)科門類,目前已經(jīng)形成了許多研究方向。

(一)泥炭地質(zhì)學(xué)

泥炭是泥炭沼澤的產(chǎn)物。以礦產(chǎn)地質(zhì)學(xué)理論和方法,對(duì)泥炭成礦因素和成礦過(guò)程進(jìn)行深入研究,查明泥炭礦床成因、礦床和礦體地質(zhì)特征,分析泥炭品位變化規(guī)律,調(diào)查泥炭礦區(qū)水文地質(zhì)和工程地質(zhì)特征,以便為合理規(guī)劃設(shè)計(jì)泥炭開采和排水方案、規(guī)劃實(shí)施泥炭開采跡地修復(fù)重建及保護(hù)利用提供科學(xué)依據(jù),實(shí)現(xiàn)合理開發(fā)利用泥炭資源、提高開采率、降低貧化率、減少開采風(fēng)險(xiǎn)的目標(biāo)。

(二)泥炭勘查工程

包括勘查階段劃分、勘查網(wǎng)度布置、勘查手段選擇、取樣方法選擇、檢測(cè)項(xiàng)目和方法選擇、儲(chǔ)量計(jì)算方法和儲(chǔ)量計(jì)算、礦區(qū)測(cè)繪、泥炭礦區(qū)開發(fā)利用條件評(píng)價(jià)等。鑒于泥炭礦床規(guī)模、礦層變化和品位變化的特殊性,常規(guī)用于煤田地質(zhì)勘查方法和手段無(wú)法照搬到泥炭礦產(chǎn)勘查中,現(xiàn)有的煤田、泥炭地質(zhì)勘查規(guī)定在勘探網(wǎng)度布置上也顯得寬嚴(yán)不當(dāng)。根據(jù)泥炭礦產(chǎn)特征,研究適度、經(jīng)濟(jì)、高效的泥炭礦產(chǎn)勘查方法和技術(shù)手段,合理布局泥炭取樣和檢測(cè)數(shù)量和種類,對(duì)于提高勘查效率、降低勘查成本、提高勘查精度,具有重要的實(shí)踐意義。

(三)采礦系統(tǒng)工程學(xué)

根據(jù)泥炭采礦工程的內(nèi)在規(guī)律與基本原理,以系統(tǒng)論、現(xiàn)代數(shù)學(xué)方法、計(jì)算機(jī)協(xié)調(diào)技術(shù)研究和解決泥炭開采工程優(yōu)化問(wèn)題。通過(guò)對(duì)地質(zhì)勘查數(shù)據(jù)、塊段品位、區(qū)段儲(chǔ)量計(jì)算進(jìn)行泥炭資源評(píng)價(jià),對(duì)不同開采量與加工產(chǎn)量、開采設(shè)計(jì)和投資效益分析的礦山生產(chǎn)工藝深入分析,研究開采工藝與設(shè)備選擇、開采和加工工藝綜合協(xié)調(diào)與單向作業(yè)優(yōu)化,推進(jìn)泥炭礦山生產(chǎn)管理、生產(chǎn)過(guò)程監(jiān)控、生產(chǎn)安全與項(xiàng)目管理,實(shí)現(xiàn)泥炭的系統(tǒng)、綜合開采加工規(guī)劃設(shè)計(jì)。在與礦山業(yè)主溝通和充分考慮業(yè)主現(xiàn)有物質(zhì)、財(cái)力、技術(shù)資源和計(jì)劃產(chǎn)量基礎(chǔ)上,對(duì)泥炭礦區(qū)的開采方式、開采設(shè)備、道路運(yùn)輸、礦石處理、產(chǎn)品工藝、排水工程、電力供應(yīng)、勞動(dòng)保護(hù)、污染控制、投入產(chǎn)出進(jìn)行系統(tǒng)分析和論證,提出合理科學(xué)開發(fā)利用方案,是泥炭開采方案設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容。

(四)泥炭開采的環(huán)境影響評(píng)價(jià)

建設(shè)項(xiàng)目環(huán)境影響評(píng)價(jià)是對(duì)建設(shè)項(xiàng)目實(shí)施后可能造成的環(huán)境影響進(jìn)行分析、預(yù)測(cè)和評(píng)估,提出預(yù)防或者減輕不良環(huán)境影響的對(duì)策和措施,跟蹤監(jiān)測(cè)的方法與制度。環(huán)境影響評(píng)價(jià)必須在泥炭開采方案基礎(chǔ)上,對(duì)泥炭開采、礦石運(yùn)輸、產(chǎn)品加工等各個(gè)環(huán)節(jié)中可能產(chǎn)生的環(huán)境影響類型、影響范圍和影響程度做出評(píng)價(jià),提出環(huán)境變化控制措施,制訂環(huán)境變化監(jiān)測(cè)方案。采礦誘發(fā)災(zāi)害是根據(jù)物理、化學(xué)、力學(xué)、地質(zhì)、礦物學(xué)、巖石學(xué)、采礦學(xué)、社會(huì)學(xué)及人類學(xué)等學(xué)科原理,研究在泥炭資源開采影響條件下誘發(fā)災(zāi)害的成因、發(fā)生條件、機(jī)理、預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)以及防災(zāi)減災(zāi)技術(shù)措施的科學(xué)技術(shù)基礎(chǔ),獲得有效的各種災(zāi)害的預(yù)測(cè)、預(yù)報(bào)以及減災(zāi)防災(zāi)的各種技術(shù)措施,達(dá)到防災(zāi)減災(zāi)的目的。泥炭地質(zhì)勘查報(bào)告、泥炭開采方案、環(huán)境影響評(píng)價(jià)和泥炭開采風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)是泥炭開采證申請(qǐng)的四大必備文件。

(五)泥炭地排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)與施工

以水文學(xué)、水文地質(zhì)學(xué)、泥炭水力傳導(dǎo)系數(shù)、排水定額以及開采作業(yè)面寬度和泥炭水分的要求,研究排水渠道寬度、深度、間距、渠底坡度、排水去路與泥炭地水位下降關(guān)系,探索不同排水設(shè)備、流量和抽水周期,設(shè)計(jì)規(guī)劃不同氣象條件下的泥炭地排水工作方案,以達(dá)到確保泥炭正常開采、成本最低的目的。

(六)泥炭開采技術(shù)

以運(yùn)籌學(xué)、系統(tǒng)科學(xué)與工程、露天開采學(xué)為基礎(chǔ),研究泥炭切割、破碎、采裝、運(yùn)輸、排卸設(shè)備和工藝、露天開采技術(shù)與生產(chǎn)組織、自動(dòng)化調(diào)度系統(tǒng)、生產(chǎn)計(jì)劃與過(guò)程的優(yōu)化、開拓運(yùn)輸系統(tǒng)和采裝系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與優(yōu)化、泥炭干燥工藝與優(yōu)化等研究與開發(fā),形成機(jī)械化、自動(dòng)化、電子化、計(jì)算機(jī)化等多學(xué)科的交叉研究。同時(shí),以工程地質(zhì)學(xué)、水文地質(zhì)學(xué)、巖石力學(xué)、散體力學(xué)、露天開采學(xué)、環(huán)境科學(xué)為基礎(chǔ),研究露天開采采場(chǎng)與排土場(chǎng)邊坡穩(wěn)定理論和技術(shù),邊坡優(yōu)化設(shè)計(jì)、邊坡穩(wěn)定的自動(dòng)化監(jiān)測(cè)與預(yù)警系統(tǒng)開發(fā),邊坡破壞的防止理論和技術(shù)等。

(七)泥炭產(chǎn)品生產(chǎn)工程

以物理工藝學(xué)、化學(xué)工藝學(xué)、機(jī)械設(shè)備學(xué)、機(jī)電技術(shù)為手段,以市場(chǎng)需求為導(dǎo)向,以經(jīng)濟(jì)成本和環(huán)境效益為基準(zhǔn),以產(chǎn)品利潤(rùn)和項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和環(huán)境綜合效益為目標(biāo),深入開展泥炭基質(zhì)、泥炭功能肥料、泥炭土壤調(diào)理劑、泥炭保健品等泥炭高新技術(shù)產(chǎn)品的工藝、設(shè)備、標(biāo)準(zhǔn)、檢驗(yàn)、管理方面的創(chuàng)新,努力提高產(chǎn)品附加值,降低資源消耗和環(huán)境負(fù)效應(yīng),打造高效、綠色、健康、規(guī)模的泥炭產(chǎn)業(yè)。

(八)泥炭標(biāo)準(zhǔn)與檢測(cè)工程

泥炭標(biāo)準(zhǔn)和檢驗(yàn)是對(duì)市場(chǎng)經(jīng)營(yíng)和交換的各種泥炭產(chǎn)品與服務(wù)進(jìn)行全面規(guī)范的具有法律屬性的管理手段和措施。泥炭標(biāo)準(zhǔn)化與泥炭產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)監(jiān)督是泥炭產(chǎn)業(yè)之車的兩輪,泥炭產(chǎn)業(yè)之鷹的兩翼,共同保障著泥炭生產(chǎn)和泥炭市場(chǎng)的經(jīng)濟(jì)有效和正常運(yùn)行。泥炭標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)包括國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)征集、標(biāo)準(zhǔn)調(diào)研立項(xiàng)、編制修改評(píng)審、上報(bào)審批發(fā)布、宣傳推廣貫徹等嚴(yán)格程序。泥炭檢驗(yàn)工程建設(shè)包括國(guó)家評(píng)審立項(xiàng)、檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)建設(shè)、人員全面培訓(xùn)、制度規(guī)章制定、行業(yè)抽樣檢驗(yàn)、仲裁權(quán)威檢驗(yàn)、行業(yè)質(zhì)量控制等,需要科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)、細(xì)致、系統(tǒng)、全面、深入和長(zhǎng)期的努力和積累。

(九)泥炭開采跡地修復(fù)重建

研究在具備修復(fù)重建條件、符合地方環(huán)境規(guī)劃的泥炭開采跡地,通過(guò)生態(tài)技術(shù)或生態(tài)工程手段對(duì)退化或消失的濕地進(jìn)行修復(fù)或重建,再現(xiàn)開采前的泥炭地生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、功能以及相關(guān)的物理、化學(xué)和生物學(xué)特征,使其發(fā)揮應(yīng)有的濕地功能和濕地效益。深入研究不同條件、不同濕地的恢復(fù)目標(biāo)和恢復(fù)策略,探索泥炭開采跡地修復(fù)的關(guān)鍵技術(shù),建立生態(tài)、經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益可持續(xù)發(fā)展的濕地修復(fù)示范工程,是泥炭工程學(xué)的重要研究?jī)?nèi)容之一。利用3S技術(shù)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)礦區(qū)環(huán)境,揭示主要環(huán)境影響的時(shí)空變化規(guī)律以及影響程度,深入揭示采礦對(duì)環(huán)境的影響機(jī)理,特別是對(duì)景觀格局與地表覆蓋、耕地生產(chǎn)力等方面的影響機(jī)制,綠色開采及礦區(qū)可持續(xù)發(fā)展對(duì)策,探討在采礦與生態(tài)環(huán)境保護(hù)并行的先進(jìn)采礦環(huán)境修復(fù)一體化工藝、綠色開采技術(shù)以及礦區(qū)環(huán)境保護(hù)與可持續(xù)發(fā)展的管理辦法和管理模式,探索土壤復(fù)墾的原理和方法、復(fù)墾土地景觀重構(gòu)與水土保持技術(shù)、快速恢復(fù)植被技術(shù)、復(fù)墾土地土壤改良與植物群落重建技術(shù)、礦區(qū)固體廢物的處理和利用、礦區(qū)固體廢物的堆置技術(shù)與設(shè)計(jì)要點(diǎn)、礦區(qū)固體廢物的綜合利用技術(shù)與礦區(qū)固體廢物場(chǎng)的綠化技術(shù)。

(十)泥炭沼澤保護(hù)與管理

研究泥炭沼澤在自然環(huán)境中的作用,探索泥炭沼澤與周邊環(huán)境相互協(xié)調(diào)、相互制約的性質(zhì)和程度,研究保護(hù)區(qū)域生態(tài)平衡的措施。特別要研究泥炭沼澤對(duì)地方氣候的影響,對(duì)河川徑流與區(qū)域水體平衡的影響以及對(duì)大氣二氧化碳聚集的影響,對(duì)動(dòng)物、植物多樣性的影響,制定保護(hù)原則和措施,創(chuàng)造新的生態(tài)平衡條件,把不利因素轉(zhuǎn)變?yōu)橛欣麠l件。

(十一)泥炭產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新工程

任何一個(gè)新興產(chǎn)業(yè)都要經(jīng)歷從產(chǎn)品創(chuàng)意、技術(shù)開發(fā)、產(chǎn)品開發(fā)、市場(chǎng)開發(fā)到產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一系列過(guò)程。在泥炭產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新中,概念創(chuàng)新是基礎(chǔ),技術(shù)創(chuàng)新是關(guān)鍵,組織創(chuàng)新是保障,產(chǎn)品創(chuàng)新是載體,市場(chǎng)創(chuàng)新是體現(xiàn),產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新是目標(biāo)。泥炭產(chǎn)業(yè)必須經(jīng)過(guò)概念創(chuàng)新、技術(shù)創(chuàng)新、組織創(chuàng)新、市場(chǎng)創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新的完整過(guò)程,實(shí)現(xiàn)從產(chǎn)品概念到產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新的飛躍,推動(dòng)我國(guó)經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和環(huán)境可持續(xù)發(fā)展。

五、泥炭工程學(xué)面臨的挑戰(zhàn)和機(jī)遇

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展,現(xiàn)代農(nóng)業(yè)技術(shù)進(jìn)步,對(duì)泥炭資源及其產(chǎn)品產(chǎn)生了巨大市場(chǎng)需求,市場(chǎng)對(duì)泥炭?jī)r(jià)格的承受能力也急速提升,泥炭資源的利用和保護(hù)管理達(dá)到與之相適應(yīng)的水平,泥炭工程學(xué)迎來(lái)了前所未有的歷史機(jī)遇。這些年來(lái),泥炭基礎(chǔ)研究和應(yīng)用研究不斷發(fā)展,技術(shù)裝備和信息化水平不斷提高,給泥炭資源的保護(hù)和開發(fā)提供了全新的理念和手段,物理、化學(xué)、生物學(xué)等基礎(chǔ)研究成果,促進(jìn)了開采和加工利用技術(shù)的變革。高新技術(shù)和相鄰學(xué)科的滲透,使泥炭工程發(fā)生著日新月異的變化,大馬力膠輪拖拉機(jī)、大型氣動(dòng)采收車、螺旋翻耙機(jī)、機(jī)械采收車、液壓切塊開采機(jī)等設(shè)備的廣泛應(yīng)用,不僅大大提高了開采效率,也保證了產(chǎn)品質(zhì)量,降低了貧化率,提高了開采質(zhì)量。由此可見,泥炭工程學(xué)正面對(duì)前所未有的大好局面,是一個(gè)千載難逢的歷史機(jī)遇。

我國(guó)是一個(gè)幅員遼闊、農(nóng)業(yè)比重大、經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速的國(guó)家,泥炭產(chǎn)業(yè)發(fā)展的市場(chǎng)潛力巨大。我國(guó)總泥炭蘊(yùn)藏量約124億立方米,但我國(guó)泥炭資源存在分布不均、品位偏低、經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)差、泥炭企業(yè)技術(shù)水平低、泥炭產(chǎn)品市場(chǎng)發(fā)育不足等問(wèn)題,泥炭資源的開發(fā)利用長(zhǎng)期徘徊不前。其主要原因有五點(diǎn):①我國(guó)泥炭以低位草本泥炭為主,高質(zhì)量的蘚類泥炭?jī)?chǔ)量很少,因此開發(fā)工業(yè)泥炭產(chǎn)品成本高,副產(chǎn)品多,經(jīng)營(yíng)效益不佳;②我國(guó)裸露泥炭地主要分布在東北山地平原和西北西南高原,華北、東南沿海地區(qū)泥炭大多為埋藏的分解度很大的劣質(zhì)泥炭,而泥炭市場(chǎng)卻集中在華北、東南沿海或內(nèi)陸干旱地區(qū),泥炭資源產(chǎn)地與泥炭市場(chǎng)距離遙遠(yuǎn),泥炭應(yīng)用必須經(jīng)過(guò)長(zhǎng)途運(yùn)輸,大大提高了泥炭成本,直接限制了泥炭在我國(guó)的普遍應(yīng)用;③傳統(tǒng)的泥炭利用以原料泥炭的直接開采銷售或低值簡(jiǎn)單加工為主,技術(shù)附加值很低,運(yùn)輸體積龐大,運(yùn)費(fèi)高,企業(yè)經(jīng)營(yíng)困難,自我發(fā)展實(shí)力不足,限制了泥炭產(chǎn)業(yè)的自我發(fā)展;④泥炭資源無(wú)序開發(fā),缺乏系統(tǒng)的規(guī)劃設(shè)計(jì),濫采亂挖嚴(yán)重,開采跡地未能及時(shí)復(fù)墾重建,浪費(fèi)和破壞了泥炭資源和泥炭地環(huán)境,給區(qū)域社會(huì)、環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展留下隱患;⑤一些媒體和政府管理部門不能正確區(qū)分可開采泥炭地和應(yīng)保護(hù)濕地的界限,簡(jiǎn)單武斷地認(rèn)為只要涉及泥炭資源即屬于濕地保護(hù)對(duì)象,限制泥炭勘探證和開采許可證辦法,不利于資金和技術(shù)向泥炭產(chǎn)業(yè)流動(dòng),也制約了泥炭產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

六、泥炭工程學(xué)的基本科學(xué)問(wèn)題

泥炭開發(fā)與環(huán)境保護(hù)是一對(duì)尖銳對(duì)立的矛盾,泥炭地利用和保護(hù)相悖的嚴(yán)峻現(xiàn)實(shí)和泥炭資源管理中的技術(shù)與觀念滯后,給泥炭理論和技術(shù)研究提出了新的課題。加強(qiáng)泥炭資源的基礎(chǔ)理論研究,澄清和明確泥炭資源概念、屬性及類型特征,根據(jù)我國(guó)泥炭資源性質(zhì)、特征和社會(huì)經(jīng)濟(jì)條件,提出我國(guó)泥炭資源開發(fā)利用對(duì)策,不僅具有重要的理論意義,而且對(duì)提高引領(lǐng)和帶動(dòng)泥炭新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展、加強(qiáng)泥炭資源的保護(hù)和管理具有重要的實(shí)踐意義。泥炭開采和加工是一個(gè)綜合眾多學(xué)科的大工程,很難統(tǒng)一到一學(xué)科框架下進(jìn)行獨(dú)立研究。為了加速我國(guó)泥炭產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,根據(jù)我國(guó)泥炭質(zhì)量、儲(chǔ)量、開發(fā)利用中存在的問(wèn)題,建議在以下四個(gè)共性的基本科學(xué)問(wèn)題上深入工作。

(一)科學(xué)界定泥炭開發(fā)保護(hù)界限,協(xié)調(diào)泥炭開發(fā)與環(huán)境保護(hù)矛盾

濕地保護(hù)與泥炭開發(fā)是相互對(duì)立相互矛盾的焦點(diǎn)。按照環(huán)境保護(hù)觀點(diǎn),泥炭地是人類社會(huì)的環(huán)境資本,如果被無(wú)謂破壞,就可能會(huì)永遠(yuǎn)失去它的許多重要功能和價(jià)值。按照經(jīng)濟(jì)學(xué)觀點(diǎn),發(fā)展經(jīng)濟(jì)和環(huán)境保護(hù)總是互相矛盾的,在經(jīng)濟(jì)適度發(fā)展的同時(shí),少量的環(huán)境犧牲是必要的,是換取發(fā)展資金改善環(huán)境的必要步驟。實(shí)際上,上述兩種觀念都有失偏頗。原封不動(dòng)的保護(hù)將使人們永遠(yuǎn)停留在洪荒時(shí)代,過(guò)度開發(fā)將導(dǎo)致人類生存生產(chǎn)資源的加快耗失,合理的途徑只有選擇可持續(xù)發(fā)展的理念和做法。對(duì)于現(xiàn)代泥炭地,因?yàn)槠錆竦刂脖缓退拇嬖冢诎l(fā)揮著濕地功能和效益,就應(yīng)該積極投資建立自然保護(hù)區(qū),進(jìn)行嚴(yán)格的生態(tài)、環(huán)境和生物多樣性保護(hù),以維持社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和環(huán)境可持續(xù)發(fā)展。對(duì)于那些因?yàn)槿藶榛蜃匀灰蛩卦斐赏嘶推茐摹⒁呀?jīng)失去了濕地的環(huán)境功能和效益的衰亡泥炭地,則不屬于濕地保護(hù)范疇,應(yīng)該在環(huán)境評(píng)價(jià)和規(guī)劃設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上進(jìn)行有序開發(fā)。因?yàn)檫@樣的泥炭地本身低洼易澇,冷僵貪青,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力很低,如不加改造很難適應(yīng)高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)要求。此外,排水疏干后泥炭地極易因荒火或人類活動(dòng)不慎釀成火災(zāi),難以撲滅,造成泥炭資源的無(wú)謂浪費(fèi)和損耗。加之,泥炭本身是天然、綠色生產(chǎn)資料,應(yīng)用泥炭產(chǎn)品不僅有利于培肥地力,增加土壤有機(jī)質(zhì),促進(jìn)農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展,也能夠提高作物生理活性和抗逆性,增加作物產(chǎn)量,改善品質(zhì)。泥炭開發(fā)實(shí)際上是通過(guò)市場(chǎng)配置手段,將泥炭蘊(yùn)藏地冗余資源轉(zhuǎn)移到泥炭稀缺地區(qū),是對(duì)泥炭資源價(jià)值最大化的實(shí)現(xiàn)過(guò)程。作為一種多功能、多用途、多價(jià)值自然資源,泥炭資源的利用保護(hù)必須根據(jù)礦產(chǎn)地地域條件,采取相應(yīng)的管理對(duì)策,實(shí)現(xiàn)泥炭資本的儲(chǔ)存、泥炭?jī)r(jià)值的轉(zhuǎn)換和持續(xù)增長(zhǎng)。由于泥炭資本的低可替代性、不可逆性和不確定性,應(yīng)該確定相應(yīng)的資源開發(fā)閾值,建立泥炭地狀態(tài)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn),根據(jù)評(píng)價(jià)結(jié)果,進(jìn)行分類管理、合理利用,保護(hù)處于健康狀態(tài)的自然泥炭地,開發(fā)因?yàn)樽匀缓腿藶楦蓴_造成泥炭地沼澤植被破壞、水文情勢(shì)改變、已經(jīng)不具備濕地功能和環(huán)境效益的衰亡泥炭地,避免由于自然分解和荒火焚燒造成資源的浪費(fèi)和損失。

(二)泥炭屬性和特性的基礎(chǔ)研究

泥炭是沼澤中死亡植物殘?bào)w積累轉(zhuǎn)化形成的有機(jī)礦產(chǎn)資源。泥炭的有機(jī)質(zhì)、腐植酸含量高,纖維含量豐富,疏松多孔,通氣透水性好,比表面積大,吸附螯合能力強(qiáng),有較強(qiáng)的離子交換能力和鹽分平衡控制能力,是良好的作物栽培基質(zhì)。泥炭腐植酸的自由基屬于半醌結(jié)構(gòu),既能氧化為醌,又能還原為酚,在植物體的氧化還原中起著重要作用,具有較高的生物活性和生理刺激作用。泥炭腐植酸還具有較強(qiáng)的抗旱、抗病、抗低溫、抗鹽漬的作用,在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中有廣泛的應(yīng)用。泥炭是一種全新的有機(jī)礦產(chǎn)資源,泥炭的許多特性都需要進(jìn)行深入專業(yè)的探索研究。尤其是泥炭腐植酸,作為成煤的第一階段,腐植酸的形成過(guò)程、形成條件、形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能都缺乏深入科學(xué)的研究分析,腐植酸的結(jié)構(gòu)秘密至今尚未解開。而這些屬性和特性探索和研究都是泥炭高科技產(chǎn)品開發(fā)、提高資源利用效率的重要基礎(chǔ)。此外,泥炭標(biāo)準(zhǔn)的制定和評(píng)審也需要大量的基礎(chǔ)研究工作支持,這樣才能經(jīng)得起實(shí)踐的檢驗(yàn),真正為泥炭產(chǎn)業(yè)規(guī)范正常發(fā)展起到保駕護(hù)航的作用。

(三)泥炭加工工藝和泥炭產(chǎn)品創(chuàng)新

泥炭產(chǎn)品創(chuàng)新是提高泥炭開發(fā)效益、減少泥炭資源消耗、加速泥炭產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要基礎(chǔ),也是新泥炭產(chǎn)品對(duì)舊泥炭產(chǎn)品的超越過(guò)程。在泥炭產(chǎn)品的創(chuàng)新過(guò)程中,概念創(chuàng)新是超越過(guò)程的先導(dǎo),技術(shù)創(chuàng)新是超越過(guò)程的核心,市場(chǎng)創(chuàng)新是超越過(guò)程的實(shí)現(xiàn),而產(chǎn)品創(chuàng)新則是整個(gè)超越過(guò)程的載體。概念創(chuàng)新是在現(xiàn)有產(chǎn)品和研究基礎(chǔ)上,經(jīng)過(guò)改進(jìn)、修正、重組、替換原料等一系列比較分析,建立新產(chǎn)品技術(shù)模型的過(guò)程。針對(duì)我國(guó)泥炭資源特征和當(dāng)前重視環(huán)保綠色、生命健康、簡(jiǎn)便高效的市場(chǎng)需求,泥炭新產(chǎn)品概念創(chuàng)新應(yīng)積極發(fā)展綠色環(huán)保、一體化集成的產(chǎn)品,面向高經(jīng)濟(jì)價(jià)值作物生產(chǎn),走中高端市場(chǎng)路線。在概念創(chuàng)新基礎(chǔ)上,技術(shù)創(chuàng)新必須為滿足市場(chǎng)需求和產(chǎn)品創(chuàng)新目標(biāo)進(jìn)行一系列技術(shù)開發(fā)活動(dòng),達(dá)到概念創(chuàng)新的產(chǎn)品設(shè)計(jì)指標(biāo)。同時(shí)在產(chǎn)品價(jià)值和成本分析基礎(chǔ)上,在產(chǎn)品性能指標(biāo)和生產(chǎn)成本之間進(jìn)行平衡和取舍,取得最佳經(jīng)濟(jì)收益。泥炭新產(chǎn)品走向市場(chǎng)必然存在市場(chǎng)交易雙方的產(chǎn)品信息不對(duì)稱問(wèn)題,廠家對(duì)產(chǎn)品的了解多于客戶,賣家對(duì)商品的認(rèn)識(shí)多于買家。市場(chǎng)創(chuàng)新就是要克服泥炭新產(chǎn)品交易過(guò)程中的信息不對(duì)稱問(wèn)題,在不減少交易成果的條件下,減少交易費(fèi)用,擴(kuò)大泥炭產(chǎn)品的市場(chǎng)鋪展速度和覆蓋范圍,并用完善的市場(chǎng)創(chuàng)新激發(fā)概念創(chuàng)新、技術(shù)創(chuàng)新的熱情,加快產(chǎn)品創(chuàng)新的步伐。所以泥炭產(chǎn)業(yè)必須重視泥炭新產(chǎn)品開發(fā),通過(guò)科學(xué)技術(shù)提高泥炭產(chǎn)業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益,減少泥炭資源消耗,逐步改變以出賣原料和簡(jiǎn)單粗加工維持企業(yè)生計(jì)的經(jīng)營(yíng)方式。

(四)泥炭工程學(xué)基礎(chǔ)理論體系的形成和完善

盡管經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的研究和實(shí)踐,泥炭礦產(chǎn)開發(fā)和加工形成了一些實(shí)用技術(shù)體系和基本理論,但隨著科學(xué)技術(shù)進(jìn)步、泥炭開采方法和規(guī)模的變化,加上國(guó)家、社會(huì)對(duì)泥炭開采的要求日益提高,泥炭開采和加工的基礎(chǔ)理論研究遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了泥炭產(chǎn)業(yè)飛速發(fā)展和市場(chǎng)需要,基礎(chǔ)理論研究遇到許多新問(wèn)題。如埋藏泥炭開采中的邊坡控制理論、開采區(qū)火災(zāi)涌水控制理論、高效開采理論、機(jī)電一體化理論、泥炭與伴生礦產(chǎn)共采理論等都需要在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)條件下不斷完善和重建,這樣才能滿足現(xiàn)代社會(huì)現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)條件下泥炭開采和加工生產(chǎn)的需要。

七、泥炭工程學(xué)的發(fā)展戰(zhàn)略和戰(zhàn)略目標(biāo)

以超前的科學(xué)思想為指導(dǎo),采取跨越式發(fā)展戰(zhàn)略,廣泛吸取基礎(chǔ)科學(xué)與相關(guān)學(xué)科的理論與技術(shù),加強(qiáng)學(xué)科交叉,推動(dòng)泥炭工程變革與重大技術(shù)進(jìn)步,設(shè)定相關(guān)重點(diǎn)支持方向與重點(diǎn)支持項(xiàng)目。根據(jù)國(guó)內(nèi)外泥炭開采發(fā)展趨勢(shì),針對(duì)我國(guó)泥炭開采的科技現(xiàn)狀和泥炭賦存特點(diǎn),圍繞泥炭開采和加工中的可持續(xù)發(fā)展和國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要,設(shè)定泥炭工程學(xué)發(fā)展的戰(zhàn)略目標(biāo)是:

①綜合運(yùn)用采礦學(xué)、力學(xué)、電子、機(jī)電、信息、通信、系統(tǒng)科學(xué)理論和技術(shù),針對(duì)中國(guó)泥炭賦存條件和土地占用難題,開展高效、分層、切塊、高采出率的泥炭開采理論研究與綜合技術(shù)開發(fā),實(shí)現(xiàn)泥炭開采的綜合機(jī)械化、半自動(dòng)化、自動(dòng)化,提高開采效益,根本改變工人的作業(yè)條件和工作環(huán)境。

②建立綠色開采理論和技術(shù)體系,結(jié)合泥炭開采的理論和技術(shù),綜合泥炭與伴生礦產(chǎn)資源,預(yù)留足量底層泥炭用于土地復(fù)墾和濕地修復(fù),減少和消除泥炭開采導(dǎo)致的積水、滑坡、植被破壞等情況,加強(qiáng)開采礦區(qū)生態(tài)環(huán)境的重建工作,使泥炭開采與礦區(qū)環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展。

③加強(qiáng)泥炭基礎(chǔ)理論研究與高新技術(shù)的開發(fā)應(yīng)用,在已有的泥炭開采和加工理論基礎(chǔ)上,為適應(yīng)現(xiàn)代泥炭開采加工需要,加強(qiáng)相關(guān)理論的研究,推動(dòng)理論、技術(shù)等方面的創(chuàng)新,注重邊緣交叉學(xué)科的發(fā)展和應(yīng)用,運(yùn)用現(xiàn)代相關(guān)理論與技術(shù),開發(fā)泥炭安全開采新技術(shù)。

④開展計(jì)算機(jī)仿真與信息系統(tǒng)建設(shè),深入研究開采過(guò)程計(jì)算機(jī)仿真與優(yōu)化開采基礎(chǔ)研究,構(gòu)建泥炭開采現(xiàn)代管理信息與決策系統(tǒng),開發(fā)泥炭開采區(qū)和礦山的可持續(xù)發(fā)展評(píng)價(jià)與預(yù)警決策系統(tǒng)。

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