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浅谈煤矸石污染与治理
彭玲1 朱香辉2 汪瑞1
1、攀煤公司技术中心 2、攀煤公司花山煤矿生产技术部
摘要:随着煤矿生产的进一步发展，煤矸石造成的环境污染问题日益突出。本文论述了矿区生产中煤矸石污染的严重性，阐明了矿区生产中煤矸石污染现状，并就矿区生产中煤矸石污染的预防措施进行分析，为矿区生产的实际开展提供支持。
关键词:矿区生产；煤矸石污染；现状；预防措施 1、前言
煤矸石随开采或洗选出来后堆在井口附近，日久就形成了矸石山。煤矸石作为攀枝花市排放量最大的工业固体废弃物之一，据初步统计已累计堆积近1亿万吨，并以每年150万-180万吨速度递增，占用大量土地，造成环境污染。在煤矸石再利用方面，攀枝花通过再次洗选、矸石发电、生产低端建材和水泥掺和料等途径，年均消耗量不足100万吨。煤矸石的大量堆积，严重影响了我们的生存环境。如何减少污染，“变废为宝”，利用好煤矸石，对可持续发展战略具有重要意义。
2、煤矸石的污染与防治
煤矸石是煤矿在采煤过程中采掘和拣选出来的煤层顶、底板及夹石。由于大多数煤矿煤矸石中顶底板砂岩类并不多，主要为碳质泥岩组成，含少量的砂岩和泥岩，有机质约占15%～45% ，其它矿物成分主要为石英、高岭石、长石、方解石、黄铁矿、及少量稀有金属矿物。 2.1 煤矸石的危害
① 污染耕地
煤矸石对土地资源的影响最直接的就是会占用大量的土地，其次间接影响着土壤的环境，因为煤矸石中除了含有SiO2、Al2O3及铁、锰等常量元素外，还含有一些微量铬、镉、砷、银及铅等有毒重金属元素，这些元素在雨水的淋溶下便会浸入土壤，破坏了土壤的结构，降低了土壤的质量，造成了土地资源的浪费。使得农作物无法吸取营养，或将重金属带入植物体内，通过食物链危害人体健康。
② 煤矸石的自燃。
煤矸石的自燃是一种较为普遍现象，多数煤矸石的含硫量都较高，长期积压
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堆放，暴露地表，在高温干燥条件下，极易产生自燃。据国内资料分析，一般矸石中含氮量大于1.5%时即可能自燃，矸石在燃烧过程中排出大量废气，对人体危害极大，自燃过程中能产生大量的SO2、H2S、CO2、CO等有害气体。
③ 产生地质灾害。煤矸石因其结构松散、稳定性差，长期暴露地表，每逢雨季，矸石山产生滑坡或泥石流等地质灾害现象也屡见不鲜。
④ 风化污染。煤矸石中除了含有大量的C、Si、Fe、Ca、Mg 等元素外，还含有各种微量的重金属元素，在风化作用下，矸石堆放体表面产生大量粉尘，并随风搬运进入大气，造成邻近区大气的污染；在长期的风化与降水淋滤中，一些可溶性金属盐（如FeS等）及酸性溶液有可能进入土壤、地下水，造成更深层次的污染。
⑤ 污染水体
雨水将煤矸石堆上的细粒冲刷下来，导致河道湖泊的淤积，使水体严重污染，直接影响生产生活。其中的有毒重金属元素可能通过雨水淋溶进入地表水或渗入土壤，进而通过土壤渗入浅层地下水。毒性大的铅、镉、汞等，如进入水体，将对人体健康产生长远的不良影响，会引起急性或慢性中毒。
⑥ 辐射污染
矸石在采出、运输、堆放等过程中逐渐破碎，裸露面积逐渐增大，扩大了与空气的接触面积。其中的放射性元素向空气中大量析出，使空气中的放射性元素浓度增大，超过其本底值，便造成辐射污染。例如对人们危害最大的氡(Rn)，是导致矿工肺癌的主要原因之一。 2.2 煤矸石的应用
煤矸石污染危害极大，但煤矸石又必然要产生，从目前已掌握的资料来看，它也是一种用途极广的工业原材料，可以用于陶瓷、制砖、水泥、建材、燃料等。
① 煤矸石发电
利用煤矸石发电是利用其蕴含热量的主要形式。热值>4180 kJ／kg的煤矸石通过易洗选，热值6270 kJ／kg的煤矸石可不经过洗选就近用作流化床锅炉的燃料。产生的热量既可发电，也可用作采暖供热。现今许多地方已经投资建立了煤矸石发电厂，既利用了煤矸石，减轻了污染，又降低了燃煤资源的消耗。
② 煤矸石制砖
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大量土地挖土烧制黏土砖，不如利用废弃的煤矸石。煤矸石烧结砖既解决了上述矛盾，又利用了煤矸石本身的热量，是节能减排的好项目。并且煤矸石砖具有体轻，隔热隔音效果高的特点，不但充分利用资源，而且还获得良好的建筑材料。
③ 利用煤矸石生产肥料
煤矸石中含有炭质页岩和含炭粉砂岩，有机质含量为15％左右，并含有植物生长所需的B，Zn，CuCo，Mo，M等微量元素。用煤矸石改良土壤，一些矿区早已实施过。据不完全统计，全国现有微生物菌肥厂50余座。年生产能力40多万吨，大部分以煤矸石为载体，获得了显著的环境和社会效益。 ④ 煤矸石用于筑路填坑和土地复垦
利用煤矸石作充填物治理采煤沉陷区，或用来填筑沉陷的公路、铁路路基、堤坝等，进行地复垦恢复生态环境。用煤矸石填埋后的塌陷地，，可以用作建筑用地；也可以在其上覆土还田．直接种植农作物。 ⑤ 井下矸石充填
采用煤矸石井下充填采空区技术，提高矿井煤炭提升效率，避免矸石提升至地面造成环境污染，扩大产能，解决工农矛盾，实现生态矿山建设。 。3、煤矸石治理的意义 ①实现低碳、绿色开采：对矸石进行井下充填处理，实现“井下矸石不
上井，井上矸石回井下”；减少地面矸石山堆积，避免矸石山自燃等现象；同步处理粉煤灰、矿渣等废弃物；改善矿区生态环境，避免工农矛盾。
②增强矿山安全性：防止自燃和采空区火灾等灾害。
③提高生产效率：矸石井下充填，不再提升至地面，缓解矿井提升压力，提高煤炭提升效率；减少矸石井下转运时间，增加煤炭转运效率。
④增加经济效益：矸石井下充填，节约提升成本；提高煤炭提升效率，增加煤炭产值；无需地面转运，节省汽车转运费用；处理地面矸石等废弃物，节约占地费用；通过回填有偿处理其他工业废弃物。
煤矿企业要治理煤矸石，首先要促进煤矿的环保技术进步，进而得以推广和应用现有科研的成果，同时根据煤矿具体的问题，来制定和治理重点，进而深入的研究，积极的探寻化学新工艺和新方法。 3