淺談煤礦企業(yè)環(huán)保管理中煤矸石的綜合利用

【摘 要】煤矸石是在煤礦的開采以及洗選加工過程中產(chǎn)生的廢棄物，是我國工業(yè)生產(chǎn)中排放量最大的固體廢料之一。煤矸石的堆放不但占用了大量耕地，由于其含硫，如果處理不當(dāng)將會產(chǎn)生嚴(yán)重的環(huán)境污染，同時也是對資源的嚴(yán)重浪費。本文介紹了煤矸石堆存對環(huán)境的影響，并提出了煤矸石的綜合利用途徑。

【關(guān)鍵詞】煤矸石；綜合利用；環(huán)境保護(hù)

煤矸石的產(chǎn)生主要有兩種途徑，一種途徑是在原煤的開采過程中隨著原煤排出的煤矸石（即采矸），而另一途徑則來自于由選煤廠產(chǎn)生的矸石（即洗矸），其成分主要有煤炭、泥質(zhì)頁巖、碳質(zhì)頁巖和砂巖等各種巖石。煤矸石的堆存占用了大片土地，同時還具有自燃的特性，對大氣環(huán)境和地下水質(zhì)產(chǎn)生污染。而煤矸石又是可利用資源，其綜合利用對煤炭企業(yè)的環(huán)保管理具有重要的意義。

1.煤矸石對環(huán)境的危害

煤矸石富含有堿土、金屬以及大量的碳、氧、氮、鋁、硫、鉀、硅等多種化學(xué)元素，還包含有大量的有機成分，因此，煤矸石具有淋溶、自燃及穩(wěn)定性差等特點，對環(huán)境產(chǎn)生了嚴(yán)重的危害。

1.1 煤矸石自燃產(chǎn)生的危害

煤矸石一般都是露天堆存，其內(nèi)部的熱量會隨著時間逐步累積，當(dāng)溫度升至燃點時，在矸石中殘留的煤以及其他的可燃物便會自燃。煤矸石的自燃不僅向大氣中釋放了大量的SO2，CO，CO2，H2S，NOX等有毒氣體，還向大氣釋放了一定量的有毒物質(zhì)和煙塵，嚴(yán)重污染了礦區(qū)環(huán)境，附近礦區(qū)群眾的身心健康和農(nóng)作物生長也會受到嚴(yán)重影響。

1.2 破壞自然景觀和危害生態(tài)環(huán)境

目前煤礦排放的矸石大多都是露天堆存，或多或少的侵占了耕地，這種現(xiàn)象在平原地區(qū)變得尤為明顯，并且還在不斷增長。露天堆存的煤矸石會嚴(yán)重破壞或埋壓原有的地貌及植被，而且煤矸石在排出過程中產(chǎn)生的粉塵以及自燃產(chǎn)生的有害物質(zhì)都會對周邊動植物的生存產(chǎn)生影響，主要表現(xiàn)在礦區(qū)植被覆蓋率下降、植物種類銳減、植物生長減緩、病蟲害增多等，對礦區(qū)的生態(tài)環(huán)境和人類的生存環(huán)境都產(chǎn)生了嚴(yán)重的危害。

1.3 淋溶水污染

煤矸石若長期處于浸漬狀態(tài)或者受到降雨噴淋，矸石中的有害成分會溶解進(jìn)入水體或土壤，造成對土壤環(huán)境和水環(huán)境的二次污染。當(dāng)具有強酸性的淋溶水進(jìn)入水環(huán)境時，會對水環(huán)境中的微生物產(chǎn)生很強的沖擊力，從而會大大抑制或消滅水中微生物的生長繁衍，降低水體自凈能力。煤矸石中還含有少量的重金屬元素，如鉛、鉻、汞等，這些重金屬元素都為有毒元素，滲入土壤或進(jìn)入水體后，會對水環(huán)境或土壤環(huán)境產(chǎn)生嚴(yán)重影響，并會通過食物鏈進(jìn)一步危害到人體的健康。

1.4 其他危害

煤矸石在堆放時的堆放角度在38°~40°最宜，若矸石山的坡角過大、堆放過高或者受到人為因素的影響，在爆炸沖擊或暴雨侵蝕時，極易產(chǎn)生滑坡、坍塌或者泥石流等災(zāi)害。而對處于自燃狀態(tài)的矸石山，淋溶水滲入后受熱急劇膨脹，會引起爆炸，嚴(yán)重危及到周邊居民的安全。

2.煤矸石的綜合利用

2.1 煤矸石綜合利用的意義

（1）我國人均礦產(chǎn)資源的占有量不足世界水平的一半，礦產(chǎn)資源相對比較匱乏。在煤炭的開采和洗選過程中產(chǎn)生的煤矸石既是廢棄物，也是可以進(jìn)行重復(fù)利用的資源。據(jù)統(tǒng)計，我國每年產(chǎn)出的煤矸石或者煤泥等低熱值燃料，若按熱量值進(jìn)行折算大致相當(dāng)于1500~1800萬噸的標(biāo)準(zhǔn)煤。

（2）保護(hù)耕地減少占地。我國土地資源不足，煤矸石的大量堆放也是造成耕地?fù)p失的原因之一。煤矸石的綜合利用，不但可以減少對土地資源的占用，將煤矸石作為采空區(qū)的回填或充填材料，還可將因采煤而塌陷下去的土地得到復(fù)墾。

（3）減輕礦區(qū)的大氣污染和水污染。在煤矸石的裝卸、運輸和堆放過程中，煤矸石中粉塵會懸浮于空氣之中，造成污染。而正在自燃的矸石山則會釋放出大量的SO2、CO等氣體，還有少量的氮氧化物等有害物質(zhì)及煙塵。在這種環(huán)境下，礦區(qū)周邊的莊稼減產(chǎn)，樹木落葉，生態(tài)環(huán)境遭到破壞，而周圍居民患?xì)獯『吐詺夤苎椎膭t會明顯增多。堆存的矸石長期經(jīng)受雨淋日曬，部分有害物質(zhì)會溶解析出并隨著降水形成地表徑流，滲入土壤或流入水體，對水體和土壤造成污染。因此，煤矸石的綜合利用，可以大大降低礦區(qū)的大氣污染和水污染。

（4）改變煤礦舊形象，開拓礦區(qū)新產(chǎn)業(yè)。綜合利用煤矸石不但可以變廢為寶，還能有效改善煤礦形象。煤矸石的綜合利用是目前礦區(qū)發(fā)展最具前景的接替產(chǎn)業(yè)之一，它大大延長了礦區(qū)的產(chǎn)業(yè)鏈。其中利用煤矸石發(fā)電及生產(chǎn)建筑材料已經(jīng)成為了礦區(qū)多方向發(fā)展的支柱行業(yè)。

2.2 煤矸石綜合利用的途徑

（1）利用煤矸石發(fā)電和供熱。煤矸石中發(fā)熱量在6300kJ/kg以上，且含碳量相對較高的，適合作為燃料進(jìn)行發(fā)電和供熱。使用煤礦大量堆存煤矸石和以及其他一些低熱值的燃料燃燒，替代優(yōu)質(zhì)煤進(jìn)行發(fā)電供熱，既能有效利用煤矸石的熱值，又能夠節(jié)約大量的煤炭資源，還減少了水土流失和廢物占地，而且矸石電廠產(chǎn)生的爐渣和廢灰還可進(jìn)行綜合利用，杜絕二次污染，經(jīng)濟效益和環(huán)境效益顯著。

（2）利用煤矸石生產(chǎn)建筑材料。目前，我國技術(shù)成熟并且利用量相對較大的煤矸石生產(chǎn)建材途徑為：煤矸石制磚（包括生產(chǎn)燒結(jié)磚和作燒磚內(nèi)燃料）、生產(chǎn)輕骨料、生產(chǎn)空心砌塊、代替粘土生產(chǎn)水泥以及生產(chǎn)新型墻體材料。

（3）利用煤矸石生產(chǎn)肥料。煤矸石中的碳質(zhì)頁巖及含碳粉砂巖，其有機質(zhì)的含量一般在15%左右，還含有利于植物生長的Cu，B，Zn， CO，Mn，Mo等多種微量元素。近年來發(fā)展起來的使用煤矸石作為載體的微生物肥料及無機復(fù)合肥就是高效、優(yōu)質(zhì)、營養(yǎng)、且對環(huán)境無污染的新型肥料。煤矸石有機肥能夠有效增加土壤的通透性及疏松性，增加土壤肥力，環(huán)境效益顯著。

（4）開發(fā)煤矸石中的共生和伴生礦物。含有高比例SiO2，Al2O3的煤矸石是制造耐火材料、橡膠補強填料、陶瓷和生產(chǎn)節(jié)能水泥的原料。若煤矸石中鋁、硫等多種元素的含量達(dá)到一定值時，可進(jìn)行回收再利用。另外FeS2含量較高的煤矸石氧化產(chǎn)生的SOX會嚴(yán)重污染環(huán)境，而硫又是重要的化工原料，因此從煤矸石中回收硫鐵礦具有顯著的經(jīng)濟效益和生態(tài)效益。

（5）利用煤矸石筑路和填坑。利用煤矸石作為填充物來治理采空區(qū)，減少地表下沉量和矸石排放量，采用煤矸石填充廢棄礦井。對于處理價值較低或不好處理的，可以考慮埋填造地或充填塌陷區(qū)。方法為：在造地片區(qū)上先轉(zhuǎn)移熟化表土，再墊鋪自燃矸石及巖石至一定厚度，碾壓平整后再覆蓋熟化土，如此分片區(qū)的逐年擴展，可造就大面積的臺階地和平地，同時結(jié)合土壤改良，可再造優(yōu)質(zhì)農(nóng)田。另外，在道路、鐵道和堤壩等工程建設(shè)中，也可采用煤矸石代替粘土用作基材，增加穩(wěn)固性。

3.結(jié)語

煤矸石的綜合利用關(guān)系到煤炭企業(yè)的再發(fā)展、產(chǎn)業(yè)鏈的延伸、環(huán)境保護(hù)以及循環(huán)經(jīng)濟的發(fā)展和經(jīng)濟的轉(zhuǎn)型。通過對煤矸石的綜合利用，既可變廢為寶，也可大大降低煤矸石對環(huán)境的危害，實現(xiàn)環(huán)境和經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展，因而，具有顯著的環(huán)境效益、經(jīng)濟效益、生態(tài)效益和社會效益。參考文獻(xiàn)

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