煤矸石堆儲探討

茍廣寧 姚清寶

摘要：采礦業(yè)在我國的國民經(jīng)濟(jì)中一直處于重要的位置，然而隨著社會的發(fā)展，人們不再只看到采礦帶來的經(jīng)濟(jì)效益，生態(tài)環(huán)境也日益受到關(guān)注，因此如何合理處理煤炭的伴生產(chǎn)物矸石成為首要問題。本文將探討其治理。

關(guān)鍵詞：煤矸石；防滲；防塵；復(fù)墾；廢棄地

引言

煤炭作為一次性能源，而當(dāng)前新的可替代能源尚未出現(xiàn)，所以煤炭在今后的一段時間內(nèi)還是占一定比例，其地位不會發(fā)生質(zhì)的變化。隨著社會的發(fā)展，煤礦開發(fā)規(guī)模的擴(kuò)大，煤礦對生態(tài)環(huán)境的影響日趨嚴(yán)重，尤其是煤矸石的堆放對環(huán)境的影響也越發(fā)嚴(yán)重。

1、煤矸石治理的目的

煤矸石多堆儲于井口附近，鄰近居民區(qū)，且占地較大，煤矸石在受到長時間的日曬雨淋后，將會分化粉碎，從而很容易產(chǎn)生揚塵，在風(fēng)蝕的作用下，將會惡化大氣質(zhì)量。此外煤矸石還存在自燃，并釋放出CO、SO2、H2S等有害氣體，這些有害氣體，在經(jīng)過雨水淋蝕后，產(chǎn)生酸性水，污染周邊的土壤和水體，不僅降低周圍環(huán)境的空氣質(zhì)量，影響周邊居民的身體健康，還常常影響周邊的生態(tài)環(huán)境，導(dǎo)致樹木生長緩慢、病蟲害增多，農(nóng)作物減產(chǎn)。當(dāng)矸石不合理堆放還可能發(fā)生邊坡失穩(wěn)，從而造成崩塌、滑移，尤其是在連陰雨或暴雨季節(jié)，這種現(xiàn)象尤為常見，易發(fā)生泥石流，從而殃及農(nóng)田、河流及人員安全給周邊居民的生產(chǎn)和生活帶來嚴(yán)重威脅。

煤矸石治理的最終目標(biāo)是建立安全、穩(wěn)定、合理、高效的生態(tài)系統(tǒng)，避免其對周邊環(huán)境的破壞與污染，使利用效率低的荒溝或山坡地在經(jīng)過治理后提高土地利用率，造福人民。

2、煤矸石堆場常遇到的幾種形式及設(shè)計特點

矸石場可分為山谷矸場和平原矸石場；

山谷矸石場：占用農(nóng)田較少，而且能夠獲得較大的容積，然而山谷矸石場地形具有溝短、叉多、坡陡的特點，往往山洪歷時短、流量大，因此必須重視洪水的問題，對洪水應(yīng)采取妥善措施，以確保矸石場的安全運行。

平原矸石場：平原矸石場由于不受洪水影響，因而其壩體一般僅考慮場內(nèi)雨水的影響，防止外溢污染環(huán)境。

3、煤矸石場堆儲的方式

山谷矸石場通應(yīng)視溝谷的地形條件、周圍環(huán)境、洪水情況及矸場與煤礦的位置關(guān)系確定，采用自上而下或自下而上的堆儲方式二者各有利弊，條件不同采取的方式也不同。

平原矸石場一般依據(jù)矸場場址，在考慮到排水、綠化、前期堆儲和后期維護(hù)治理后，修筑環(huán)形攔矸壩，其功能一是防止矸場范圍內(nèi)雨水外漫污染環(huán)境，二是防止場外水體進(jìn)入矸場內(nèi)，影響矸場的運行管理。

4、攔矸壩

無論是山谷還是平原矸石場，為便于矸場運行，均需要修建攔矸壩。其功能一是可防止運行期間雨水、洪水夾帶細(xì)小矸石四處蔓延，污染環(huán)境；二是增加矸石場永久邊坡的穩(wěn)定。

攔矸壩壩體結(jié)構(gòu)宜采用砂礫土、碎石土等透水性材料填筑，壓實度不下于93%。

5、煤矸石場的排水

對于山谷矸石場為防止場地上游區(qū)域溝谷在暴雨期間形成的洪水，通常采用排水溝、預(yù)埋排水涵洞并配合導(dǎo)流設(shè)施直接進(jìn)行排泄；對正在填埋的區(qū)域所產(chǎn)生的地面徑流，設(shè)計按照分區(qū)采用豎井系統(tǒng)及時排泄。同時要求矸石采用分層碾壓填筑，表面平整密實并保持3%的排水坡度，盡量減少雨水的沖刷和滲透；對填埋場周邊山坡在大氣降水中形成的徑流，采取修筑截水溝、排水溝系統(tǒng)進(jìn)行截流、疏導(dǎo)并及時引流到堆儲場以外排放。以避免大氣降水引起的環(huán)境污染事故，并減少因降水而致滲淋液增量，防止雨季期間暴雨洪水對灰渣場正常使用所帶來不利影響。

6、煤矸石場的防滲

根據(jù)《固體廢物 浸出毒性浸出方法》GB5086規(guī)定，需對將堆儲的矸石按照規(guī)定方法進(jìn)行浸出實驗而獲得的浸出液中，任何一種污染物的濃度均為超過GB8978最高允許排放濃度，且PH值在6至9 范圍之內(nèi)的一般工業(yè)固體廢物，為第Ⅰ類，反之為Ⅱ類。

因此針對超過規(guī)定的矸石堆儲場地及矸石所能接觸的坡面進(jìn)行防滲處理，當(dāng)天然基礎(chǔ)層的滲透系數(shù)大于1.0×10-7cm/s時。因采取天然或人工材料構(gòu)筑防滲層，防滲層的厚度相當(dāng)于滲透系數(shù)1.0×10-7cm/s和厚度1.5m的粘土的防滲能力。

現(xiàn)通常采用土工膜進(jìn)行矸場的防滲處理，當(dāng)場地底部整平壓實后，去除有尖銳棱角的石塊及雜物，攤鋪30cm厚黃土壓密，鋪膜時不要拉得太緊，要留有變形余地，宜取不小于1%的松動率；鋪膜時應(yīng)嚴(yán)禁施工人員穿帶釘?shù)男鳂I(yè)，進(jìn)入作業(yè)區(qū)的人員嚴(yán)禁攜帶火種。接縫采用膠粘結(jié)或熱熔結(jié)無縫焊接方式，以保證接縫處的強(qiáng)度和防滲性能不低于母材。

鋪好土工膜后，應(yīng)及時按要求保護(hù)，不宜暴曬，避免破壞。進(jìn)入車輛嚴(yán)禁緊急剎車和急轉(zhuǎn)彎。

7、固廢滲淋液處置

堆儲場中的滲淋液，通過設(shè)置在防滲層上、人工分層堆矸體下部的滲淋液收集管道系統(tǒng)，安全引流到矸場下游壩體的滲淋液收集池中。滲淋液引出總管在庫區(qū)防滲層外一律采用密封管道，防止?jié)B淋液泄露污染。依據(jù)實際滲流量，定期抽取，由專用車運送到水處理廠處理，處理后的中水，也可以用于灰渣場及道路灑水。滲淋液收集池與自然溝槽、水系等絕不聯(lián)通，以防污染擴(kuò)散。

滲淋液收集、運送將設(shè)置專人負(fù)責(zé)，雨季應(yīng)當(dāng)確保集液池存液量不超過1/4池容量，同時也要防止周圍地面雨水匯入，保證預(yù)留不小于1/2池容量，以防積液池開口面積內(nèi)降雨太多，溢流造成環(huán)境污染。

8、防塵系統(tǒng)

運矸道路灑水隨季節(jié)每天不少于早晚兩次，干燥多風(fēng)或蒸發(fā)量較大時，多次噴灑降塵。矸石卸車、攤鋪、碾壓工作區(qū)域，根據(jù)氣候、溫度及風(fēng)力等因素，隨時灑水降塵，以不產(chǎn)生有害灰塵為準(zhǔn)。

9、矸石場封場后土地再利用

（1）當(dāng)矸石場服務(wù)期滿后，應(yīng)予以關(guān)閉或封場。關(guān)閉或封場前，必須編制關(guān)閉或封場計劃，報請所在地縣級以上環(huán)境保護(hù)行政主管部門核準(zhǔn)，并采取污染防止措施。

（2）關(guān)閉或封場后，仍需繼續(xù)維護(hù)管理，直到穩(wěn)定為止。以防止覆土層下沉、開裂，致使?jié)B淋液量增加，也要防止固體廢物堆體失穩(wěn)而造成滑坡等事故。

（3）關(guān)閉或封場后，應(yīng)設(shè)置標(biāo)志物，注明關(guān)閉或封場時間，以及使用該土地時應(yīng)注意的事項。

（4）為恢復(fù)植被，關(guān)閉時表面應(yīng)覆一層天然土壤，其厚度不小于0.8m。

10、環(huán)境監(jiān)測及監(jiān)測井設(shè)置

根據(jù)相關(guān)規(guī)范，矸石場必須設(shè)置一定數(shù)量的環(huán)境監(jiān)測手段，以監(jiān)測矸石場在運行期間和封場后對周邊環(huán)境的不良變化，對污染事故力爭做到早發(fā)現(xiàn)、早處置，以便于更好的預(yù)防環(huán)境污染事故產(chǎn)生和擴(kuò)大。

（1）水體監(jiān)測

水體檢測包含地表水檢測和地下水檢測。

地表水體監(jiān)測主要針對矸石場上游地表來水，包含通過截水溝，排水溝及排洪涵洞這些疏水工程，將未經(jīng)過污染的水體直接疏導(dǎo)至下游，檢測水體之間的差異，分析是否受到污染。

地下水監(jiān)測主要為比較本矸石場地下水體的檢測，采樣點一般設(shè)在和灰渣場上游地下水體的差異，監(jiān)測灰渣場對地下水的不利影響。采樣點一般為設(shè)在矸石場占地范圍的上游和下游，具體采樣標(biāo)準(zhǔn)參照《環(huán)境影響評估技術(shù)報告 地下水環(huán)境》 HJ 610-2011。

如果有需確定污染原因，并進(jìn)行及時處理，避免對環(huán)境造成不良環(huán)境影響。

（2）大氣監(jiān)測

大氣監(jiān)測主要為比較矸石場下風(fēng)向，和矸石場上風(fēng)向的大氣環(huán)境差異，監(jiān)測灰渣場作業(yè)對周圍大氣環(huán)境的不利影響，及時發(fā)現(xiàn)問題，采取處置措施。大氣監(jiān)測宜委托氣象環(huán)保部門，所有監(jiān)測資料數(shù)據(jù)，建設(shè)方都應(yīng)當(dāng)建立固定檔案室，妥善保存?zhèn)洳椤?/p>

11、結(jié)論

煤矸石作為排放量最大的工業(yè)固體廢物，不僅占用大量的土地而且處治不當(dāng)將會對對環(huán)境造成多重污染，本文通過對煤矸石的科學(xué)堆放，使煤矸石在現(xiàn)有的技術(shù)條件下，從而實現(xiàn)造田和環(huán)境的雙贏。

參考文獻(xiàn)：

[1]《一般工業(yè)固體廢物貯存、處置場污染控制標(biāo)準(zhǔn)》[M].北京：中國環(huán)境出版社，2006.

[2]《固體廢物 浸出毒性浸出方法》[M].北京：中國環(huán)境出版社，2006.