義馬礦區(qū)矸石山揚塵治理及綠化

王曉華

（義馬煤業(yè)集團公司，河南義馬 472300）

0 前言

義馬礦區(qū)位于豫西丘陵地區(qū)，現(xiàn)在有矸石山十多座，總占地面積約20萬平方米，歷年堆存總量約2540萬噸，每年矸石產(chǎn)生量約150萬噸。煤矸石的大量堆積不僅占用土地資源，而且因煤矸石的風(fēng)化和自燃產(chǎn)生的揚塵和有毒有害氣體，嚴(yán)重污染了礦區(qū)及周邊環(huán)境。為降低污染、保護環(huán)境和恢復(fù)生態(tài)。近年來，義煤集團積極籌措資金，對義馬礦區(qū)的所有矸石山均安裝了噴霧設(shè)施，對廢棄的并具備綠化條件的矸石山進行了完整的綠化，礦區(qū)及周邊的生態(tài)環(huán)境得到了明顯改善。

1 矸石山揚塵治理

煤矸石在風(fēng)吹日曬和空氣充分接觸的情況下，其表層會產(chǎn)生風(fēng)化現(xiàn)象，并形成細(xì)小顆粒，在風(fēng)的作用下產(chǎn)生揚塵，造成對矸石山周圍環(huán)境的污染。為此，經(jīng)過考察、論證和對矸石山各產(chǎn)塵點分析，采用高壓噴槍將水流噴射成霧狀，形成數(shù)十米半徑水幕，均勻旋轉(zhuǎn)雨霧覆蓋到矸石山表面，達到壓塵、降塵和固塵的理想防塵效果。

1.1 治理工藝

處理后的礦井水經(jīng)水泵打到矸石山腳下的貯水池，通過高壓泵加壓，由高壓噴槍將水霧化，噴灑到矸石山表面，達到降塵和固塵的效果。其工藝流程如下:

1.2 技術(shù)特點

（1）選用進口的美國雨鳥系列噴槍，噴灑半徑可達數(shù)十米以上，灑水均勻，霧化效果好。矸石山表面完全覆蓋，避免出現(xiàn)盲區(qū)?？稍趷毫迎h(huán)境下長期穩(wěn)定可靠的工作，取得滿意的降塵效果。

（2）自動或人工相結(jié)合的控制方式，自動控制時按矸石山揚塵的實際情況和規(guī)律設(shè)定噴灑計劃。

（3）設(shè)自動泄水閥，當(dāng)管路系統(tǒng)的壓力降低到一定數(shù)值時，該閥自動排泄管道內(nèi)的水，以避免結(jié)冰和較差水質(zhì)對噴槍內(nèi)壁腐蝕造成的危害。

（4）噴灑用水為礦井水，即可減少排放量，又可廢水重新利用。

2 矸石山綠化

矸石山的綠化一般采取直接綠化和覆蓋綠化兩類,直接綠化就是采取在矸石山表面直接挖魚鱗坑填土種植。覆蓋綠化就是在煤矸石山表面覆蓋土層或粉煤灰，改善植物生長環(huán)境后再種植。義馬礦區(qū)矸石山主要采取覆蓋綠化的方法。

2.1 影響矸石山綠化的因素

（1）矸石水分含量少。由于矸石粒徑大、表面風(fēng)化層薄、空隙多，并且含碳量大、溫度高，導(dǎo)致水分易滲透、易蒸發(fā)，引起水份和養(yǎng)份的流失。因此，矸石山的水分含量和持水量較低，僅為黃土的二分之一到三分之一，導(dǎo)致水份和養(yǎng)份的流失。

（2）矸石的酸性環(huán)境。排放后的矸石經(jīng)自燃風(fēng)化后，其硫化物經(jīng)氧化或在微生物的作用下形成酸性物質(zhì)，其酸性隨矸石含硫量的增大而增大。植物在酸性環(huán)境中，會引起酶和蛋白質(zhì)的鈍化、變性，從而影響植物生長，甚至死亡。另外，PH值過低會降低細(xì)菌的活性，削弱磷、鉀、鈣等元素的有效性，不利于植物的生長。

（3）矸石的營養(yǎng)成分含量低且保肥能力差。矸石的營養(yǎng)成分經(jīng)分析測定，氧、磷、鉀的含量都很低，均不超過0.1%，基本上不能滿足植物生長對養(yǎng)分的需求。另外，因矸石的粒徑大，土壤的毛細(xì)作用差，致使陽離子代換量小，影響保肥能力。

2.2 矸石山綠化所采取的措施

（1）引水上山。

這個問題在矸石山揚塵治理的時候已經(jīng)解決，噴霧設(shè)施不僅是降塵設(shè)施也是噴灌設(shè)施。足以保證矸石山綠化對水的需求。

（2）改良土壤。

根據(jù)種植要求在矸石層上有序的覆蓋黃土，覆土要全面，不能使煤矸石裸露在外，且厚度不低于15cm。為防止煤矸石覆土的酸化，在矸石表層撒上石灰石或生石灰，并將其混入0—15cm矸石層內(nèi)進行中和。這樣，矸石中和層PH值可穩(wěn)定在6以上。矸石山表面通過中和和覆土后，使土壤的物理性質(zhì)得到改善，降低容重，增加空隙度，調(diào)節(jié)固液氣三相比。從而有效的減少了水分蒸發(fā)，增強了土壤的持水量和肥力，為植物的萌發(fā)和生長創(chuàng)造了適宜的環(huán)境。

（3）植物品種的選擇

在矸石不發(fā)生自燃、含硫量低于2.7%、矸石表層經(jīng)過中和和覆土改造、PH值控制在允許范圍內(nèi)的情況下，即可以選擇適合條件的植物進行種植。

根據(jù)矸石山表層成份和豫西地區(qū)的氣候特點，一般選擇生長快、生長期長、易成活、適應(yīng)性強、耐干旱貧瘠的具有深根性、樹質(zhì)堅硬、生長PH值寬的樹種。如紫穗槐、刺槐、油茶、桑樹、馬尾松、八月草和曲芝發(fā)草等。根據(jù)多年的經(jīng)驗總結(jié)，刺槐更適合義馬礦區(qū)矸石山的生長環(huán)境。刺槐耐干旱、瘠薄，亦耐寒，喜光。在中性土、酸性土上均能正常生長。刺槐屬于淺根性，萌芽力和根孽性都很強。

（4）種植方法

根據(jù)矸石山的特殊性，采取反坡環(huán)山帶整地方法,即梯田式整地，且外高內(nèi)低,易于灌溉和保持水份,寬度不小于1.5米。樹坑一米見方，深度不低于0.8米，坑內(nèi)填實優(yōu)質(zhì)土壤并適當(dāng)加些腐殖質(zhì)，對周圍煤矸石進行必要的疏松。刺槐的最佳栽植時間在萌芽前、樹液已流動時，也就是每年的四月份前后，這時栽植成活率較高。栽植前用水浸苗3-5天，使苗木充分吸足水分后栽植，以提高成活率。適時開啟噴灑設(shè)施，保證其正常生長所需的水分。義煤集團每年堅持植樹3萬余顆，成活率均可達到85%以上。

3 矸石山治理效果

義馬礦區(qū)矸石山經(jīng)噴霧降塵和綠化后，揚塵污染得到有效控制，植被覆蓋率逐年提高，礦區(qū)及周邊環(huán)境得到明顯改善。