淺談陽煤集團(tuán)矸石山治理經(jīng)驗(yàn)

李曉芳

（山西省水利水電勘測設(shè)計(jì)研究院）

煤矸石是原煤開采和洗選過程中排出的低熱值煤類和石質(zhì)類固體廢棄物。煤矸石的大量排放堆棄，不僅壓占土地及生態(tài)植被，影響其原地貌的水土保持功能，而且由于其中殘留有煤塊、柴草等易燃物，自身含硫量大于1.5%時(shí)即能自燃，所以大部分煤矸石山都發(fā)生過著火現(xiàn)象，引起火災(zāi)，同時(shí)污染空氣。據(jù)調(diào)查，在擁有119座煤礦的陽泉市，煤矸石山占地面積近667 hm2，有20處煤矸石山曾發(fā)生過自燃，不僅白白浪費(fèi)了寶貴的資源，且燃燒過程中排放的二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物及煙塵等還嚴(yán)重污染了大氣環(huán)境。同時(shí)，煤矸石經(jīng)雨水淋溶形成的酸性水，經(jīng)流動(dòng)、滲透到水體，造成地表水和地下水污染，使原本缺水的區(qū)域更是雪上加霜，嚴(yán)重危害當(dāng)?shù)鼐用竦纳眢w健康。我省是煤炭生產(chǎn)大省，每年排放的煤矸石數(shù)量巨大，治理矸石場任重而道遠(yuǎn)。

1 陽煤集團(tuán)矸石山簡況

陽煤集團(tuán)是全國最大的無煙煤生產(chǎn)基地，據(jù)調(diào)查，在陽泉市區(qū)現(xiàn)有5個(gè)大礦，年生產(chǎn)原煤4000萬t，每年隨之產(chǎn)生的煤矸石在900萬t左右。煤矸石大多排放在荒溝，經(jīng)年累月，堆積成山，且大部分矸石山處在陽泉市的上風(fēng)向。陽煤集團(tuán)共有25處矸石山，其中已閉庫的17處，正在運(yùn)行的8處，累計(jì)堆放的煤矸石約在28000萬t以上，堆矸量超過1000萬t的大型矸石山有5處。

1998年前，由于采取在溝壑地帶自然傾倒堆積的排矸方法，陽煤集團(tuán)的矸石山經(jīng)常發(fā)生自燃，產(chǎn)生了大量的有毒有害氣體及煙塵，加之矸石淋溶，對(duì)大氣環(huán)境、地表環(huán)境和地下水環(huán)境造成了嚴(yán)重污染。經(jīng)監(jiān)測，間隙氣流中有毒有害氣體含量超過國家大氣環(huán)境質(zhì)量三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的10倍以上，有的甚至超標(biāo)近200倍；堆矸頂部裂隙及松散部位，地表溫度高達(dá)70-80℃，自燃火區(qū)溫度高達(dá)200-400℃；矸石山周邊的莊稼及草木被大片熏死，有的幾乎寸草不生，附近居民叫苦不堪。有毒有害氣體隨風(fēng)而下，整個(gè)礦區(qū)籠罩在一片煙塵氣堡中，使陽泉市的整體大氣質(zhì)量受到嚴(yán)重影響。陽煤集團(tuán)每年因矸石山自燃，要付出大量的財(cái)力和精力去處理與附近居民產(chǎn)生的摩擦，經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益均受到了很大影響。因此，1998年后開始重視煤矸石山的科學(xué)治理。

2 煤矸石山綜合治理措施

為了規(guī)范各礦煤矸石的排放與處置，杜絕煤矸石自燃，防止煤矸石堆放造成新的環(huán)境污染和生態(tài)破壞，形成標(biāo)準(zhǔn)化和制度化，陽煤集團(tuán)根據(jù)國家有關(guān)法律、法規(guī)及環(huán)境保護(hù)相關(guān)要求，結(jié)合集團(tuán)公司的實(shí)際，設(shè)立了排矸和矸石山專業(yè)治理隊(duì)伍—陽泉煤業(yè)（集團(tuán)）股份有限公司運(yùn)輸部。運(yùn)輸部利用煤矸石回填荒溝、復(fù)墾造地、恢復(fù)植被，對(duì)已閉庫的矸石山進(jìn)行覆土、綠化治理。經(jīng)過十多年的艱苦探索，總結(jié)出了科學(xué)的排矸工藝、矸石山滅火、造地綠化等方面行之有效的技術(shù)措施體系，保持了新排矸石山不自燃，舊矸石山換新貌，實(shí)現(xiàn)了“無煙矸石山”的目標(biāo)，造地綠化工作取得新進(jìn)展，生態(tài)恢復(fù)成效顯著。

2.1 煤矸石排放與處置原則制度

陽煤集團(tuán)在煤矸石排放與處置上按以下原則進(jìn)行：一是新矸石場選址時(shí)，盡可能選擇在離市區(qū)較遠(yuǎn)的荒山溝，盡可能少占或不占耕地；二是在排矸場未投入使用之前，必須完成煤矸石的排放、處置設(shè)計(jì)；三是排矸處置遵循“由下向上、分層碾壓、黃土覆蓋、恢復(fù)植被”和“邊排邊治”的原則，切實(shí)做到“閉庫一塊治理一塊、閉庫一處治理一處”，保證矸石場安全運(yùn)行；四是嚴(yán)格排矸工藝，一般每層矸石堆放厚度2-4 m時(shí)覆蓋0.3-1.0 m厚的黃土作為隔離層；五是對(duì)達(dá)到排矸高度的邊坡及平臺(tái)，及時(shí)進(jìn)行削坡、平整、碾壓、覆土和綠化，覆土厚度一般為0.5-1.0 m，然后種植草灌；六是為防止暴雨徑流進(jìn)入排矸場造成沖刷和滑坡，在實(shí)施攔擋工程的基礎(chǔ)上，在周邊開挖截洪排水溝，底部設(shè)置排水涵洞等設(shè)施；七是為提高排矸場的容量，增大服務(wù)年限，堆矸前盡可能將矸石場內(nèi)的黃土挖出臨時(shí)堆存，供覆蓋隔層和后期植被恢復(fù)覆用土；八是排矸場服務(wù)期滿后，按照設(shè)計(jì)進(jìn)行封場閉庫、復(fù)墾利用，并定時(shí)檢查維護(hù)，保證安全。

2.2 煤矸石排放工藝流程

總體思路為“由下向上，縮小凌空，分層壓實(shí)，周邊覆蓋”。主要技術(shù)措施與工藝流程為：砌筑擋矸壩（墻），建立完善截洪排水設(shè)施，分層排放、分層碾壓、分層覆蓋，如此循環(huán)，直至閉庫。

運(yùn)輸部承接的排矸任務(wù)有兩類：一類是接手前排矸場僅有少量煤矸石排放，未發(fā)生自燃，按照上述技術(shù)措施進(jìn)行實(shí)施；另一類是接手前排矸場就已堆放了大量矸石，并已發(fā)生自燃，結(jié)合滅火施工，施行新的排矸工藝流程和治理措施。

2.3 煤矸石山滅火工藝

為治理煤矸石山自燃，運(yùn)輸部從1990年開始進(jìn)行滅火治理。通過不斷摸索、實(shí)踐和總結(jié)，在國內(nèi)首創(chuàng)了“由上向下、推散火層、斜坡壓實(shí)、封閉覆蓋”和“鉆孔注漿”相結(jié)合的滅火方式。1998年以來，基本實(shí)現(xiàn)了無煙矸石山的目標(biāo)。

2.4 造地綠化技術(shù)措施

實(shí)施滅火后的矸石山，若不及時(shí)采取植被恢復(fù)措施，原有的碾壓、覆蓋層經(jīng)過風(fēng)化、雨水沖刷等破壞，部分區(qū)域有可能出現(xiàn)復(fù)燃現(xiàn)象。通過摸索與實(shí)踐，運(yùn)輸部總結(jié)出了造地綠化系列技術(shù)措施：一是在實(shí)現(xiàn)無煙排矸場的基礎(chǔ)上，加強(qiáng)閉庫矸石場頂面、坡面的碾壓平整，使矸石密實(shí)度達(dá)到85%以上，地面起伏度為±10 cm；二是閉庫矸石場頂面覆土層厚度達(dá)到1 m，確保種植利用的基本條件；三是在無供水條件的矸石山周圍，修建蓄水池蓄積天然降水徑流，以供生態(tài)恢復(fù)用水；四是在有供水條件的矸石山上，鋪設(shè)供水管道，保證生態(tài)用水；五是在覆墾矸石場建設(shè)保暖大棚等設(shè)施，確保四季生產(chǎn)條件和提高經(jīng)濟(jì)效益。

運(yùn)輸部在總結(jié)以往矸石山治理經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，從2006年起，大規(guī)模地實(shí)施了閉庫矸石山的生態(tài)恢復(fù)工程，至今治理矸石山面積達(dá)333余hm2。

為了進(jìn)一步改善矸石山附近居民的生活環(huán)境，積極響應(yīng)陽泉市委、市政府“三城同創(chuàng)”（即創(chuàng)建國家園林城市、國家衛(wèi)生城市、國家環(huán)境保護(hù)模范城市）的戰(zhàn)略目標(biāo)，運(yùn)輸部在矸石山治理的基礎(chǔ)上進(jìn)一步開發(fā)，將部分昔日的矸石山打造成了附近居民與職工家屬的休閑娛樂公益性公園，為閉庫矸石山治理創(chuàng)造了新的生態(tài)恢復(fù)模式。隨后，運(yùn)輸部又大膽嘗試在矸石山上建造生態(tài)園區(qū)，不但栽種了花草，還種植了各種瓜果、蔬菜，既美化了生活環(huán)境，又讓廣大職工吃上了綠色新鮮的蔬菜和水果，實(shí)現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益的“雙贏”。運(yùn)輸部的矸石山治理成果，達(dá)到了國內(nèi)領(lǐng)先水平，各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)參觀考察后給予了高度評(píng)價(jià)。

3 結(jié)語

陽煤集團(tuán)運(yùn)輸部總結(jié)推行的上述矸石山治理方法，成效顯著，符合工礦項(xiàng)目區(qū)水土保持要求，起到了示范引領(lǐng)作用，為煤矸石排放及治理提供了可靠的理論基礎(chǔ)和實(shí)踐指導(dǎo)。