關(guān)于煤矸石處置與綜合利用的思考

周其剛

（中煤科工集團西安研究院陜西西安710054）

1 我國煤炭資源分布、煤炭生產(chǎn)及煤矸石的基本情況

1.1 我國煤炭資源分布情況

我國煤炭資源儲量豐富，埋深在1000m以淺的煤炭總資源量為17600億t；2000m以淺煤炭資源總量為55700億t。我國煤炭資源分布呈北富南貧、西多東少的特點。

1.2 我國煤炭生產(chǎn)情況

煤炭工業(yè)發(fā)展“十二五”規(guī)劃目標：到2015年，煤炭生產(chǎn)能力41億噸/年，原煤入選率65%以上。低熱值煤炭資源綜合利用發(fā)電裝機容量達到7600萬Kw，煤矸石綜合利用率75%。煤矸石發(fā)電節(jié)約8500萬t標準煤。

2011年煤炭產(chǎn)量為35.2億t，2012年煤炭產(chǎn)量初步統(tǒng)計為36.5億t，呈逐年遞增趨勢。

1.3 我國煤炭行業(yè)煤矸石基本情況

煤矸石是我國目前排放量最大的工業(yè)固體廢棄物之一，年產(chǎn)量達6億t左右，國內(nèi)大小矸石山近萬座，占地約1.7萬hm2，目前已累計堆放50多億t。

我國煤矸石產(chǎn)生量占煤炭產(chǎn)量的15%～18%，隨著煤炭產(chǎn)量的增加，煤矸石排放量亦增加，開展資源綜合利用，是實施節(jié)約資源基本國策的重要途徑。目前，我國已從稅收、電力調(diào)度等方面扶持煤矸石發(fā)電行業(yè)，2010年利用低熱值資源1.3億t，發(fā)電裝機容量2600萬kW，相當于回收4200萬t標準煤，少占壓土地300 hm2?！笆濉币?guī)劃中，2015年，全國煤矸石產(chǎn)生量8億t，利用量6.1億t，利用率達到75%以上。其中，電廠利用3億t，煤矸石制建材利用1億t，煤矸石井下充填、復(fù)墾和筑路利用2.1億t以上。低熱值煤炭資源綜合利用發(fā)電裝機容量達到7600萬kW，新增裝機容量5000萬kW。

隨著礦區(qū)的開發(fā)、經(jīng)濟的發(fā)展，煤矸石的大量堆存不僅占用土地，且對環(huán)境造成一定的影響，而目前我國煤矸石的利用率很低，加大煤矸石利用途徑的研究及積極推進矸石綜合利用工作是一項重要的任務(wù)。

2 煤矸石產(chǎn)生的環(huán)境問題及治理措施

煤矸石堆存最主要的環(huán)境問題為矸石場占地、揚塵、矸石自燃及生態(tài)破壞等。

矸石場占地將占用土地資源，目前我國矸石場占地近1.7萬hm2。此外，矸石場存在揚塵污染等問題。矸石自燃是煤炭企業(yè)面臨的另一問題，通常采用覆土的方法控制矸石自燃問題，黏土的需求量與日俱增。矸石堆存對地表植被的破壞不容忽視，可造成生物量的損失。

在項目矸石場選址時應(yīng)避免占用基本農(nóng)田、耕地、林地、草地等，選擇在荒溝內(nèi)，并遠離居民居住區(qū)等敏感目標；矸石場設(shè)計應(yīng)充分考慮區(qū)域匯水區(qū)面積、泄洪等因素，采取截洪溝、排水溝、擋土墻等工程措施，并對已穩(wěn)定的邊坡及達到標高的區(qū)段及時進行覆土綠化，防治矸石場自燃等問題；排矸場須定期灑水抑塵。

3 煤矸石綜合利用的途徑及案例分析

3.1 矸石發(fā)電

根據(jù)國家相關(guān)政策，矸石發(fā)熱量在4500～12550Kj/kg可用于發(fā)電，煤矸石發(fā)電以循環(huán)流化床鍋爐為主要爐型。2010年利用低熱值資源1.3億t，發(fā)電裝機容量2600萬kW。

3.2 矸石制磚

制磚是煤矸石資源化利用的一個重要途徑[1]，目前該技術(shù)較成熟，應(yīng)用較廣泛。煤矸石制磚的工藝過程和制黏土磚基本相同，主要包括原料的制備、成型、磚胚干燥和超內(nèi)燃焙燒。

國內(nèi)有較多的案例。如青煤集團民意公司煤矸石磚廠位于青海省海西蒙古自治州，是魚卡礦井配套建設(shè)的矸石磚廠，該磚廠的規(guī)模為6000萬塊/a，消耗矸石5.4萬t/a。

3.3 矸石回填井下采空區(qū)

我國煤礦產(chǎn)生的矸石除部分進行綜合利用外，大部分堆存在矸石場，矸石充填井下采空區(qū)的很少。矸石充填井下費用較高，從井工工程和設(shè)備配置等方面的投資較高，綜合考慮經(jīng)濟效益和環(huán)境保護，目前國內(nèi)大多企業(yè)選擇煤矸石用于矸石發(fā)電、制磚和鋪路等綜合利用措施，不能利用的部分堆存至矸石場，將矸石填至沉陷區(qū)消耗部分矸石，但大量矸石長期堆存。我國部分資源枯竭型煤礦企業(yè)利用矸石充填至煤柱留設(shè)區(qū)，置換出煤炭資源，也可消耗部分矸石。

4 煤矸石污染、綜合利用存在的問題

針對上述論述，建議考慮對于受采煤沉陷破壞嚴重、生態(tài)脆弱區(qū)域的煤礦項目采取矸石井下采空區(qū)的采煤方法。矸石充填井下將大大緩解地表下沉、水平變形等，地表沉陷程度將大幅減輕，再配合人工恢復(fù)和自然恢復(fù)等措施，地表沉陷區(qū)的治理效果也會得到明顯改善，從而從源頭上減緩采煤沉陷對生態(tài)的影響。此外，長期、大量堆存的煤矸石充填井下采空區(qū)后，將減少土地資源的占用，矸石山數(shù)量和矸石堆存量的減少必將減緩揚塵、矸石自燃、水土流失、生態(tài)破壞等環(huán)境影響。

[1]張策，何緒文，煤礦固體廢物治理與利用[M].北京：煤炭工業(yè)出版社，1998