淺談大同煤礦集團(tuán)公司煤矸石綜合治理措施

引言

本文簡單介紹了煤矸石對環(huán)境的影響、針對煤矸石性質(zhì)以及自燃現(xiàn)象，因地制宜的采用相應(yīng)的綜合治理措施，以取得最大的生態(tài)效益、環(huán)境效益、經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

大同煤礦集團(tuán)公司（以下簡稱同煤集團(tuán)）的前身是大同礦務(wù)局，成立于1949年。2000年，公司改制成大同煤礦集團(tuán)有限責(zé)任公司。成立60多年以來，風(fēng)雨歷程，走出了一條“從小到大、由弱到強(qiáng)”的企業(yè)發(fā)展之路。經(jīng)過改革和專業(yè)化重組，企業(yè)規(guī)模不斷擴(kuò)大，經(jīng)濟(jì)效益逐年攀升。同煤集團(tuán)成立60多年，累計生產(chǎn)煤炭約為21億噸，上繳利稅近達(dá)500多億元，為國家的經(jīng)濟(jì)建設(shè)和國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展作出了重大貢獻(xiàn)。隨著煤炭工業(yè)的快速發(fā)展，煤矸石的產(chǎn)生量也隨之急劇增加。截止到2013年年底，同煤集團(tuán)共有矸石山61座（不包括子公司），矸石總堆存量約1.8億噸，總占地面積約284萬平方米，這61座矸石山中，其中有15座經(jīng)過多年奉化已被自然植被覆蓋，22座停用，24座再用，矸石山堆放傾角大部分大于45°。同煤集團(tuán)煤矸石產(chǎn)生量約占煤炭產(chǎn)量的10%左右，矸石產(chǎn)生量巨大。

近年來，隨著同煤集團(tuán)對環(huán)保工作的高度重視，通過建設(shè)矸石電廠、矸石磚廠和高嶺土加工廠等項目，加大了矸石的綜合利用率，即便如此，仍然有絕大部分煤矸石堆積在地面之上。矸石的堆放造成的直接后果是掩埋大量珍貴的土地資源。矸石山自燃對大氣形成污染，矸石山塌陷危機(jī)人民的生命財產(chǎn)，對環(huán)境存在巨大的危害。因此，加強(qiáng)對煤矸石的生態(tài)治理及綜合利用已是一個刻不容緩、亟待研究解決的重要社會問題。本文簡單闡述了煤矸石的生態(tài)治理工程及綜合利用的途徑。

煤矸石自燃分析

同煤集團(tuán)煤矸石自燃的因素主要是矸石含硫量較高，一般在0.8%～1%之間，硫鐵礦結(jié)核體是引起煤矸石自燃的決定因素，空氣和雨水可以將氧元素帶入矸石內(nèi)部，水和氧氣是煤矸石自燃的必要條件，當(dāng)放熱的氧化反應(yīng)釋放出來的熱量無法正常排出，發(fā)生熱堆積蓄積，矸石山內(nèi)部溫度不斷升高，直接達(dá)到煤的燃點，發(fā)生自燃現(xiàn)象。

根據(jù)同煤集團(tuán)煤矸石特征，煤矸石的自燃還受煤矸石運(yùn)輸方式、硫鐵礦局部富集、通風(fēng)狀況等多種因素的影響，煤矸石也有自燃傾向。

矸石山綜合治理設(shè)計方案

矸石山自燃灌漿滅火

同煤集團(tuán)煤矸石主要成分由灰分高、發(fā)熱量較低的碳質(zhì)頁巖，以及部分煤、腐爛木材組成，這些物質(zhì)的存在構(gòu)成了煤矸石自燃的內(nèi)在因素，對此可以采取石灰泥漿深部注漿處理，其機(jī)理是隔絕氧氣和煤矸石成分進(jìn)行反應(yīng)，工藝流程：石灰和泥土按1∶2比例進(jìn)行制漿液，加入清水，制成約20%的泥漿，然后用泥漿泵從插入自燃區(qū)域的泥漿管把泥漿灌入進(jìn)去，對自燃矸石進(jìn)行滅火處理。

矸石平整，黃土覆蓋

同煤集團(tuán)大部分矸石山堆放坡度大于45°，時常出現(xiàn)滑坡塌方現(xiàn)象。矸石山的治理應(yīng)著手對矸石山的堆放方式入手，矸石傾倒方式應(yīng)采取從下往上進(jìn)行堆放，煤矸石堆放壓實推平后高度達(dá)到5米分為一個層級，并對壓實后的矸石噴灑相應(yīng)數(shù)量的石灰水，對壓實后的矸石采用黃土覆蓋，黃土壓實后的厚度不低于0.2米，層與層之間應(yīng)設(shè)立有3米寬的臺地，臺地由外延到內(nèi)延應(yīng)有15°的傾斜角度，便于雨水收集到排水渠，臺地之間邊坡坡度為30°，邊坡進(jìn)行壓實處理。在每個臺地內(nèi)側(cè)設(shè)置一條排水溝，用以排除矸山上的雨水，臺地與臺地之間的排水溝由邊坡導(dǎo)流渠串聯(lián)起來，最終將雨水匯集到河道流走。排水溝采用毛石砌筑，水泥砂漿勾縫處理。最后在矸石山四周修建重力式毛石擋土墻，用以攔擋煤矸石，避免矸石山垮塌。

土地植被恢復(fù)

在矸石治理完畢后，為了改善同煤集團(tuán)礦區(qū)生態(tài)環(huán)境，對矸石山進(jìn)行植被綠化。對于矸石山直接綠化，由于煤矸石具有很強(qiáng)的吸熱性，極易使得植物受熱死亡，又由于矸石之間空隙較大，表層保水效果較差，鑒于以上原因，應(yīng)在先對最上層矸石進(jìn)行壓實，壓實后在最上層覆蓋1米-1.5米的黃土（必須是熟土壤）。

植物樹種的選擇：同煤集團(tuán)屬于華北溫帶大陸性氣候，又由于該地區(qū)屬于嚴(yán)重缺水地區(qū)，所以植物應(yīng)該選用耐寒、耐寒植物。矸石山植樹主要應(yīng)以以灌木為主，喬木為輔。適合當(dāng)?shù)厣a(chǎn)的綠化樹種應(yīng)為松葉林為主，灌木主要以檸條為主，選擇在春季栽種。

為了確保綠化用水，需要在矸石場上建立一個儲水池，并在臺地圍堰下鋪設(shè)給水管網(wǎng)，在干旱季節(jié)定時對灌木進(jìn)行澆水。給水管采用熱鍍鋅鋼管（杜絕采用塑料管，避免矸石自燃對管道造成破損），絲扣或法蘭連接，直埋敷設(shè)，敷設(shè)在圍堰之下，敷設(shè)深度應(yīng)為1米左右。

結(jié)語

煤矸石是同煤集團(tuán)各礦在采煤過程中產(chǎn)生最大的固體廢物，不但占有了大量寶貴的土地資源，同時對礦區(qū)環(huán)境造成較大污染。根據(jù)本文的論述，同煤集團(tuán)各礦矸石山綜合治理，從理論上、經(jīng)濟(jì)上都是可行的，具有很好的生態(tài)效益、環(huán)境效益、經(jīng)濟(jì)效益和社會效益，也具有一定的現(xiàn)實意義，對改善同煤礦區(qū)空氣質(zhì)量起到積極的作用。