矿区煤矸石的综合治理

摘要：煤矸石是煤炭开采、筛选加工过程中产生的固体废弃物。矿区煤矸石综合治理，关键是首先应通过提高采矿、选矿技术减少煤炭开采过程中煤矸石的产生，其次必须加大对煤矸石综合利用的研究和推广，通过多种渠道最大限度的实现煤矸石的回收利用，减少闲置煤矸石的排放和堆积。

关键词：煤矸石；矸石山；综合治理；环境保护

中图分类号：X752　文献标识码：A　文章编号：1003-8809(2010)10-0192-01

煤矸石综合治理应转变煤矸石是“废物”的思想，而是把煤矸石作为后备资源和替代资源来大力开发和利用，将煤矸石发电、煤矸石建材及制品、复垦回填以及煤矸石山无害化处理等大宗量利用煤矸石技术作为主攻方向，发展高科技含量、高附加值的煤矸石综合利用技术和产品，真正做到变废为宝，造福于民。

通过吸取部分煤炭开采地区成功的实现了煤矸石的综合开发以及矸石山的绿化改造的实践经验，我总结出以下几点煤矸石综合治理的重点：

一、通过提高煤炭开采技术和加强煤炭开采的管理，从源头上减少煤矸石的产生

目前，国内外的煤矿工作者在长期实践和研究中发现，在井下煤炭开采过程中，尽量不出矸或少出矸是完全可行的，主要技术工艺包括以下几种：

1、加强煤层勘测技术，开采的过程中尽量避开岩石层。

2、利用井下矸石充填采空区，这是减少矸石出井的重要方法。将矸石用皮带、铲装车、自动卸载车运到工作面后的回风巷，直接把矸石卸入采空区，不但减少了煤矸石的产出，还同步对采空区进行回填，减少地层的塌陷。

3、发展煤炭地下气化技术，将地下煤炭直接转化为煤气抽采出来作为化工原料或燃气，煤炭气化后剩余的炉渣直接留在地下。

二、大力发展煤矸石发电是充分利用煤矸石剩余热量的最有效办法

煤矸石发电是综合利用煤矸石的重要途径。煤矸石发电有两种模式：一是煤矸石直接发电，主要利用热值较高的洗矸和掘进矸石。目前，煤炭系统矸石发电多采用流化床燃烧技术。二是煤矸石与煤炭混合，作为普通流化床锅炉的掺烧物，用于调节流化床锅炉内的返料比，提高锅炉的产汽率。

我国利用煤矸石发电已经形成一定的规模，全国矸石电厂装机容量已发展到500万kW，每年利用矸石发电消耗的煤矸石总量约为4500万吨，占到煤矸石综合利用量的60％左右。可见，煤矸石发电不仅消耗大量的煤矸石，使之变废为宝，而且可以节约大量的煤炭资源，缓解煤电日益紧张的局面，其经济效益、社会效益和环境效益都十分显著。

三、利用煤矸石生产建筑材料并最终部分或完全取代传统的沙、石等传统原材料，这是低热值煤矸石最有潜力的发展方向

煤矸石作建筑材料发展相当迅速，开拓了多种利用途径，开发出较成熟和较先进的技术。煤矸石应用于建材工业，可以实现固体废弃物的无害化、减量化和资源化，具有显著的经济效益、社会效益和环境效益。

1、制砖。煤矸石烧结砖以煤矸石为主要原料，外掺少量粘土，焙烧时基本上不需再外加燃料，具有一定的节能效果。

2、配制煤矸石水泥和煤矸石混凝土。用煤矸石水泥和煤矸石粗、细集料配制的煤矸石混凝土具有质量轻、成本低、强度高等优点，可制成各种轻质墙体材料，并已应用于矿区及城镇建设方面。

3、作筑路和填充材料。煤矸石混合料作道路基层材料，其强度、冻稳性和抗温缩防裂性，均能满足多种等级公路的规范要求，而且有些混合料的性能还优于常用的基层材料。

4、利用煤矸石作塌陷区复地的充填材料，既可使采煤破坏的土地得到恢复，又可减少煤矸石占地和对环境的污染。

四、利用煤矸石制备化工原料及农用复合肥料

煤矸石的主要化工用途就是通过各种不同的方法提取煤矸石中的某一种元素或生产硅铝材料。对于含铝量较高的煤矸石，其开发的化工产品主要有结晶氯化铝、聚合氯化铝、硫酸铝等。此外，因为用煤矸石生产铝盐后留下的残渣的主要成分为SiO2，所以除以上高铝产品外，其残渣还可以用来生产水玻璃、白炭黑等。

微生物肥料是近年来发展生态农业及绿色食品的新产物。煤矸石中含有的大量有机物，是携带固氮、解磷、解钾等微生物最理想的基质和载体。煤矸石微生物肥料生产工艺简单，耗能低，投资少，生产过程不排渣的特点。

五、加大煤矸山的治理和改造

对于部分地区煤矸石综合利用能力有限，矸石山地理位置较偏僻或交通不发达，煤矸石堆积严重，可以采取矸石山覆土绿化改造的方法。

煤矸石山生态环境综合治理方法，包括如下步骤：

1、首先对煤矸石山进行现场勘查，明确其所处状态、山形地貌状况，特别是其表层颗粒的物理化学性质以及山体温度及燃烧区分布方面的情况。2、依据现场勘查制定施工作业计划，进行具体准备。3、以专业机械设备对煤矸石山体表面喷射封堵泥浆进行全面封堵，形成封堵层。4、当封堵泥浆固化后，以专用机械设备对其表面喷射过渡泥浆进行全面覆盖，形成过渡层。5、在过渡层上喷射含草灌类植物的泥浆进行全面覆盖形成种植层。

综述，传统的煤矸石处理方法是将煤矸石提升出井集中堆放或进行再处理利用，这不仅要大大增加矿井提升运输量和提升运输费用，而且排出的煤矸石在地表堆积还要占用大量宝贵的土地资源，同时堆积成山的煤矸石会发生自燃，严重影响煤矿的安全生产和职工的生命安全，并造成矿区大气、水源的污染。

科学的煤矸石处理方法应该注重煤矸石源头控制、大力开发煤矸石的综合利用，最终实现煤矸石“变废为宝，吃干榨净”，才是从根本上解决地表煤矸石堆积、煤炭开采土地沉陷等问题的根本途径。石油和煤炭作为不可再生资源，其可开采量越来越少，煤矸石作为待开发资源，其储量和开发潜力都是巨大的，其在传统能源向新兴能源过度过程中必将扮演重要的角色。