淮南礦區(qū)煤矸石資源化利用實(shí)踐

牛玉亭

（淮南礦業(yè)集團(tuán)資源環(huán)境管理部，安徽 淮南 232001）

淮南礦區(qū)煤矸石資源化利用實(shí)踐

牛玉亭

（淮南礦業(yè)集團(tuán)資源環(huán)境管理部，安徽 淮南 232001）

淮南礦區(qū)煤炭儲量豐富，淮南礦業(yè)集團(tuán)作為國家首批循環(huán)經(jīng)濟(jì)試點(diǎn)企業(yè)，近幾年在矸石綜合利用方面進(jìn)行了積極探索和實(shí)踐，從“堆存為主”轉(zhuǎn)為“利用為主”，在不斷利用存量矸石的同時(shí)，新建礦井不設(shè)永久矸石山（堆場），產(chǎn)煤矸石綜合利用率達(dá)到100%以上，煤矸石存量不斷減少。本文對淮南礦區(qū)的煤矸石資源化利用實(shí)踐進(jìn)行介紹，分析了煤矸石綜合利用存在的問題，提出了煤矸石資源化管理與利用的建議。

煤矸石；資源化；利用；實(shí)踐

1 淮南礦區(qū)概況

淮南礦區(qū)總面積約3 000 km2，煤炭儲量豐富，國家批準(zhǔn)資源量285億t，是全國14個(gè)億噸級煤炭基地和6個(gè)大型煤電基地之一?；茨系V業(yè)集團(tuán)2016年有生產(chǎn)礦井12對，選煤廠14座，生產(chǎn)原煤6 152萬t，矸石1 691萬t。截止2016年底，淮南礦區(qū)現(xiàn)有矸石山17座，矸石存量2 518萬t，占地約1 150畝。

2 煤矸石資源化利用實(shí)踐

淮南礦業(yè)集團(tuán)作為國家首批循環(huán)經(jīng)濟(jì)試點(diǎn)企業(yè)，近幾年在矸石綜合利用方面進(jìn)行了積極探索和實(shí)踐，從堆存為主轉(zhuǎn)為利用為主，在不斷利用存量矸石的同時(shí)，新建礦井不設(shè)永久矸石山（堆場），當(dāng)年產(chǎn)煤矸石綜合利用率達(dá)到100%以上。煤矸石從原有4 000萬t存量逐步減為目前2 518萬t存量。

2.1 煤矸石發(fā)電

采用循環(huán)流化床燃燒發(fā)電技術(shù)，礦區(qū)已建成煤矸電廠3座，潘三煤矸石電廠裝機(jī)規(guī)模2×135 MW，新莊孜以舊代新，煤矸石電廠裝機(jī)規(guī)模2×135 MW，顧橋煤矸石電廠裝機(jī)規(guī)模2×330 MW，首臺機(jī)組已經(jīng)發(fā)電。3座電廠年可消耗洗矸、煤泥519萬t，年發(fā)電61億kW·h，年節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤67萬t。

2.2 煤矸石制磚

礦區(qū)已建成煤矸石磚廠5座，生產(chǎn)規(guī)模4.4億塊折標(biāo)磚/年，每億塊折標(biāo)磚可消耗矸石30萬t，節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤1.4萬t，節(jié)約因矸石堆存占地和取代黏土損毀土地40 hm2，解決就業(yè)200人。

2.3 煤矸石充填復(fù)墾

采用矸石充填就地熟土覆蓋技術(shù)，淮南礦業(yè)集團(tuán)實(shí)施了張集礦、新莊孜礦、潘一礦三個(gè)煤矸石充填土地復(fù)墾工程，治理總面積76.8 hm2。先將表層50～100 cm的熟土掀起，再填充矸石碾壓至設(shè)計(jì)標(biāo)高，最后將熟土重新覆蓋于矸石表面。3年“覆土材料環(huán)境因素監(jiān)測”的研究表明，煤矸石復(fù)墾地土壤相關(guān)元素含量符合國家二級土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。目前，復(fù)墾地綠化用地、耕作地，樹木、農(nóng)作物長勢良好[1]。

新莊孜礦新淮工廣、潘北礦創(chuàng)大生態(tài)園區(qū)等用地均是煤矸石充填塌陷塘復(fù)墾造地。利用煤矸石復(fù)墾采煤塌陷地，既避免了煤矸石占地和污染環(huán)境，又使因采煤塌陷的土地得以恢復(fù)利用。

2.4 煤矸石修筑溝渠路壩、充填采煤塌陷村莊搬遷新村址地基

煤矸石有著很好的抗風(fēng)雨侵蝕性能，是適宜的筑路材料。經(jīng)過多年的實(shí)踐，淮南礦業(yè)集團(tuán)總結(jié)出一套利用煤矸石行之有效的筑壩方法，在堤壩的迎水坡用常規(guī)的黏土堆筑阻水，而在背水坡采用煤矸石修筑或加固。這種一側(cè)泥土一側(cè)矸石的堤壩強(qiáng)度完全可以達(dá)到以往全泥土材料的堤壩強(qiáng)度。同時(shí)，這種堤壩比以往減少了50%的取土量?；茨系V區(qū)淮河確保堤新莊孜老應(yīng)堤、李嘴孜黑李堤均采用這種組合堤。目前淮南礦區(qū)所有鐵路專用線、道路路基維護(hù)充填材料均采用煤矸石。矸石中的砂巖、粉砂巖在一定條件下還可用作鐵路碎石道砟材料?；茨系V區(qū)采煤塌陷村莊搬遷新村鎮(zhèn)，地基也利用煤矸石充填。

2.5 矸石山綠化

采用植草、植樹、草樹混種方式，對潘一礦225省道東側(cè)矸石山實(shí)施了綠化工程，綠化樹種基本成活。結(jié)合該工程，煤礦國家工程中心生態(tài)實(shí)驗(yàn)室與中國礦業(yè)大學(xué)合作完成了《淮南礦區(qū)矸石山生物復(fù)綠技術(shù)研究》課題研究，研究了適宜于淮南半濕潤地區(qū)矸石山生物覆綠的植物種類和群落結(jié)構(gòu)，為淮南礦區(qū)矸石山綠化提供了技術(shù)支撐。

3 煤矸石資源化利用存在的問題

3.1 煤矸石資源化利用總體水平不高

盡管近幾年淮南礦區(qū)煤矸石資源化利用有了較大發(fā)展，但是產(chǎn)業(yè)層次低，沒有進(jìn)行深加工研發(fā)開發(fā)，產(chǎn)品的附加值和科技含量低。目前，主要途徑仍局限于充填塌陷區(qū)、修筑路堤溝壩，煤矸石磚品種也較單一，難以滿足市場多層次需求。

3.2 煤矸石資源化利用管理環(huán)境問題突出

煤礦附近村民總是通過各種渠道和辦法獲取煤矸石，無序堆存，甚至無證經(jīng)營，對煤矸石粉碎加工，有的還自建煤泥塘，形成污染源，甚至摻兌到煤炭中進(jìn)行銷售，影響礦區(qū)生態(tài)環(huán)境和生活環(huán)境，擾亂礦區(qū)煤炭市場秩序。目前，礦區(qū)絕大多矸石山或堆場，在煤矸石堆存污染防治方面，不能全面做到“防揚(yáng)塵、防流失、防滲漏”，矸石轉(zhuǎn)運(yùn)也存在沿途拋灑、道路揚(yáng)塵等現(xiàn)象，煤矸石利用管理的環(huán)保問題也越來越突出。

3.3 未來礦區(qū)大量煤矸石難以處置消耗

通過對淮南集團(tuán)近三年巖矸產(chǎn)量以及選煤廠的洗矸產(chǎn)量統(tǒng)計(jì)分析，人們可以發(fā)現(xiàn)巖矸的平均產(chǎn)率為12.5%；煉焦煤選煤廠洗矸平均產(chǎn)率為29%；動(dòng)力煤選煤廠洗矸平均產(chǎn)率為16%。根據(jù)2017-2022年礦井生產(chǎn)規(guī)劃，2017年6 200萬t/年，2018年5 800萬t，2019-2022年5 620萬t，每年煤矸石產(chǎn)生量約1 600萬t，隨著煤礦市場的疲軟，洗煤技術(shù)的提高，洗選矸石發(fā)熱量的大幅降低，洗矸加工銷售量大幅降低，洗矸堆存與巖矸石一樣，堆存場地越來越難以負(fù)荷，未來礦區(qū)大量煤矸石難以處置消耗。

3.4 管理利用制度尚未健全，管理不規(guī)范

淮南礦業(yè)集團(tuán)煤矸石資源交由東辰集團(tuán)管理，東辰集團(tuán)是獨(dú)立法人公司，與淮南礦業(yè)集團(tuán)不是隸屬關(guān)系，礦區(qū)沒有系統(tǒng)的煤矸石管理制度。各礦井與東辰集團(tuán)駐礦分公司簽訂的煤矸石移交管理協(xié)議中，對其責(zé)任界定主要是保障正常排矸和安全生產(chǎn)，對煤矸石綜合利用及在加工、儲存、運(yùn)輸、經(jīng)營等環(huán)節(jié)都沒作詳細(xì)的責(zé)任要求，煤矸石處置利用管理、監(jiān)管一定程度上存在責(zé)任主體不明確、管理和監(jiān)管職責(zé)模糊的問題，容易造成責(zé)任推諉，管理不規(guī)范。

4 煤矸石資源化利用建議

煤矸石管理和利用要與企業(yè)的發(fā)展相結(jié)合，與污染治理相結(jié)合，才能實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境效益、社會效益的統(tǒng)一。

建立健全統(tǒng)一、有序的煤矸石資源管理體制，進(jìn)一步修訂完善《淮南礦業(yè)集團(tuán)煤矸石處理暫行規(guī)定》，明確掘進(jìn)巖矸、洗選矸石管理的終端責(zé)任主體和監(jiān)管主體的職責(zé)，建立矸石處置、加工、利用和銷售的制度體系，明確落實(shí)管理責(zé)任。

煤矸石管理是一個(gè)綜合系統(tǒng)的工程，特別是市場管理，政府才有執(zhí)法權(quán)。2004年淮南市出臺的《淮南市煤矸石管理暫行辦法》，明確了淮南市工商、煤炭、質(zhì)監(jiān)、城管執(zhí)法、水利、環(huán)保、交通、國土、公安等部門的職責(zé)。2015年，淮南市發(fā)布《淮南市人民政府關(guān)于集中整治煤場和散狀物料堆場的通告》，煤炭企業(yè)應(yīng)加大與政府有關(guān)部門的銜接與配合，市礦統(tǒng)籌，控制好煤矸石源頭管理，政府負(fù)責(zé)市場管理，對于違法堆存、經(jīng)營的行為，予以取締，逐步實(shí)現(xiàn)煤矸石規(guī)?；?、集中化、有序化經(jīng)營[2]。

積極推動(dòng)政府提高煤矸石、粉煤灰建材的免稅門檻，嚴(yán)格按國家文件規(guī)定的時(shí)間要求，在淮南禁止生產(chǎn)黏土磚，使煤矸石綜合利用的優(yōu)惠政策真正落實(shí)到實(shí)處，以保護(hù)企業(yè)綜合利用的積極性。

按照國家固廢物資源化、無害化、減量化的要求，從技術(shù)上和利用途徑上尋找煤矸石處置利用的出路。一是從源頭抓起，優(yōu)化井巷設(shè)計(jì)，減少矸石產(chǎn)出量；二是做好煤矸石堆存污染防治，做到“防揚(yáng)塵、防流失、防滲漏”，進(jìn)一步做好矸石山綠化工作，實(shí)施矸石山綠化造景工程，以達(dá)到綠化固化防治污染的目的；三是加大利用力度，新村鎮(zhèn)建設(shè)地基充填及礦區(qū)溝渠路壩維護(hù)工程，除滿足阻水要求外，一律用矸石作為充填材料；四是選煤管理部應(yīng)對選煤副產(chǎn)品洗矸等進(jìn)行資源優(yōu)化配置，以滿足煤矸石電廠燃料的技術(shù)要求，使煤矸石電廠燃料不僅僅停在設(shè)計(jì)層面上，而是真正地消耗洗矸、煤泥；五是進(jìn)行煤矸石深加工利用技術(shù)及市場情況的調(diào)研，引用科技含量高、附加值高的成熟技術(shù)，提取有益的化學(xué)成分，拓寬煤矸石綜合利用途徑，提高煤矸石的使用價(jià)值和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

1 陳永春.淮南礦區(qū)煤矸石的物質(zhì)組成特征及資源化評價(jià)[J].中國煤炭地質(zhì)，2011，（11）：20-23.

2 淮南礦區(qū)煤矸石、粉煤灰綜合利用研究項(xiàng)目鑒定[J].農(nóng)業(yè)環(huán)境保護(hù)，2002，21（1）：13-15.

Practice of Utilization of Coal Gangue in Huainan Mining Area

Niu Yuting
(Resource and Environmental Management Department of Huainan Mining (Group), Huainan 232001, China)

The rich coal reserves in Huainan mining area, Huainan Mining Group as the first batch of national circular economy pilot enterprises, in recent years, the comprehensive utilization of gangue in the aspects of the active exploration and practice, from the quot;main storagequot; to quot;usequot;, constantly using the stock of gangue at the same time, the new built mine without permanent gangue (yard).Comprehensive utilization rate of over 100% coal gangue, coal gangue stock continues to reduce.This paper introduces the practice of coal gangue resource utilization in Huainan mining area, analyzes the problems existing in the comprehensive utilization of coal gangue, and puts forward some suggestions for the utilization of coal gangue.

coal gangue;resouce; utilization; practice

TD849.5 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1008-9500(2017)08-0041-03

2017-06-12

牛玉亭（1980-），河南葉縣人，環(huán)境工程師，從事煤礦環(huán)境保護(hù)、采煤沉陷區(qū)綜合治理與利用工作。