煤礦矸石山災(zāi)害防范與綜合利用
作者：佚名
2009-02-27 10:05
來源：不詳
煤矸石是煤炭開采、洗選加工過程中產(chǎn)生的固體廢棄物，如果放任煤矸石的堆放，不僅壓占大量土地，影響生態(tài)環(huán)境，而且煤矸石在遭受淋溶水的作用下，將污染周圍的土壤和地下水。同時(shí)，因煤矸石中含有一定的可燃物，在一定條件下會發(fā)生自燃，排放出二氧化硫、氮氧化物、碳氧化物和煙塵等有害氣體，污染大氣環(huán)境，嚴(yán)重影響礦區(qū)居民的身體健康。如果煤矸山堆存方式不當(dāng)，還可發(fā)生塌方、垮塌、崩塌等災(zāi)害事故。當(dāng)然，煤矸石也是可利用的寶貴資源，可用作發(fā)電、制磚、提取化工產(chǎn)品、燒制水泥、充填塌陷區(qū)、修路等。綜合開發(fā)利用煤礦矸石山，不僅可有效改善礦區(qū)環(huán)境，避免矸石山意外災(zāi)害事故，而且可變廢為寶，節(jié)約能源，治理環(huán)境污染，具有重要的經(jīng)濟(jì)效益與社會效益。
全國煤礦矸石山基本情況
在目前我國煤礦生產(chǎn)條件下, 煤炭開采過程中的矸石排放量大約為原煤的10%~20%；煤炭洗選加工過程中矸石排放量大約為原煤入選量的15%~20%。2004年，全國各類煤礦生產(chǎn)煤炭19.56億噸，洗煤6億噸左右，按此計(jì)算，全年矸石排放量在3.8億噸左右。近年來,盡管全國煤炭工業(yè)部門加大了煤矸石的處理與利用，但據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，目前全國煤礦區(qū)歷年累計(jì)堆放的煤矸石約45億噸，規(guī)模較大的煤矸石山有1600多座，占用土地約1.5萬公頃，而且每年還以1.5～2.0億噸的速度增加。
矸石山災(zāi)害的主要類型
煤礦矸石山主要災(zāi)害類型有：一是矸石山發(fā)生塌方。如2004年2月28日，安徽省淮南市新集煤礦矸石山因采用矸石發(fā)生塌方，造成9名人員死亡。二是矸石山垮塌引起滑坡。如2004年6月5日，南桐礦業(yè)公司東林煤礦矸石山垮塌引起滑坡，造成重慶市萬盛區(qū)萬東鎮(zhèn)新華村14戶居民民房被毀，21人死亡，3人受傷。三是自燃崩塌。如2005年5月15日，平煤集團(tuán)四礦矸石山先后發(fā)生兩次自燃崩塌災(zāi)害，共造成8人遇難，100多人受傷，其中6人重傷；又如1975年，甘肅上窯塌陷區(qū)發(fā)生了一起矸石山爆炸事故，蘑菇云高達(dá)百米，200米范圍內(nèi)溫度達(dá)500度。這次事故人員死亡20人，重傷40余人；兩公里內(nèi)的樹木都被燒焦，12平方公里的空氣環(huán)境被嚴(yán)重污染，產(chǎn)生的煙塵數(shù)日不散。四是矸石山自燃產(chǎn)生的有毒氣體造成窒息死亡。煤矸石中含有部分可燃物，在一定條件下發(fā)生自燃時(shí)排放出的有害氣體，不僅嚴(yán)重污染大氣環(huán)境，而且有毒氣體還可造成人員窒息死亡。如遼寧本溪礦區(qū)就曾發(fā)生因矸石自燃造成人員中毒死亡的事故。同時(shí)，煤矸石風(fēng)化后揚(yáng)塵嚴(yán)重影響周邊環(huán)境；煤矸石在遭受淋溶水的作用下，將污染其周圍的土壤和地下水。
防范矸石山災(zāi)害的主要技術(shù)
熄滅矸石山自燃發(fā)火的技術(shù)措施。矸石山發(fā)生自燃后，最常用熄滅方法有：挖掘熄滅法、表面覆蓋法、澆灌法和注漿法。表面覆蓋法是將黃土等惰性物質(zhì)覆蓋在燃燒區(qū)上，隔絕空氣，以達(dá)到滅火目的。表面澆灌法是向燃燒區(qū)噴灑石灰乳或其它滅火漿液，一方面降低火區(qū)溫度，同時(shí)利用漿液中的某些成份被覆蓋在矸石表面，阻止矸石進(jìn)一步氧化。注漿法是將滅火材料制成漿液后，再借助機(jī)械力將其壓入矸石山內(nèi)部，使?jié){液滲透充填到矸石山的空隙中。以上幾種常用的滅火方法各有優(yōu)缺點(diǎn)，表面覆蓋法缺點(diǎn)是需要大量的黃土，工程量大；表面澆灌法簡單易行，但滅火漿液難以滲入矸石山內(nèi)部，效果欠佳；注漿法效果最好，國內(nèi)外多采用此法。
覆土植被綠化治理矸石山滑坡。采用種植樹林、植物等方式來綠化矸石山是目前不少礦區(qū)最常用的做法，而且治理矸石山的效果也比較理想，可有效根治揚(yáng)塵和矸石山坍塌。如水城礦業(yè)（集團(tuán)）大河邊煤礦原矸石山在雨季期間，經(jīng)常出現(xiàn)泥石流、大面積滑坡等現(xiàn)象。為徹底治理矸石山，該礦實(shí)施香根草生物治理工程。經(jīng)過近4年的治理，而今矸石山上，基本都長滿了集中連片的香根草，矸石山再未發(fā)生過泥石流和滑坡現(xiàn)象。
應(yīng)用微生物脫硫法治理矸石山災(zāi)害。矸石山治理的關(guān)鍵是解決矸石中硫的問題。采用簡單植被法來治理通常不能真正消除礦區(qū)大氣污染以及土壤和水的酸化問題，且遠(yuǎn)距離運(yùn)送土壤成本較高，植被生長差，如管理不善，還可能會出現(xiàn)自燃現(xiàn)象。采用微生物脫硫技術(shù)，通過對矸石進(jìn)行脫硫和酸性改良，是從根本上減少對環(huán)境造成污染。目前，這一技術(shù)在中國礦業(yè)大學(xué)基本試驗(yàn)成功。
煤矸石綜合利用現(xiàn)狀
實(shí)踐表明，煤矸石綜合利用是根除矸石山災(zāi)害事故最徹底的方法。近年來，我國煤礦尤其是國有重點(diǎn)煤礦，在煤礦矸石綜合利用方面，取得了一定的成績與經(jīng)驗(yàn)。
利用煤矸石發(fā)電。我國已成功研制出煤矸石、煤泥混燒的循環(huán)流化床鍋爐，解決了不同低熱值燃料混合燃燒的技術(shù)難題。目前，全國矸石電廠裝機(jī)容量已發(fā)展到500萬千瓦左右，每年矸石發(fā)電消耗矸石量約4500萬噸左右，占矸石綜合利用量的60%左右。
利用煤矸石制磚。目前我國煤矸石制磚工藝、爐窯設(shè)計(jì)、生產(chǎn)設(shè)備基本接近發(fā)達(dá)國家水平，煤矸石制磚企業(yè)正在向集約化、大型化方向發(fā)展，產(chǎn)品由實(shí)心磚向多孔磚和空心磚方向發(fā)展。如山東新汶礦業(yè)集團(tuán)等單位建成煤矸石磚生產(chǎn)線20多條，每條生產(chǎn)線的能力均在6000萬塊/年以上。
利用煤矸石生產(chǎn)高附加值產(chǎn)品。我國已開發(fā)出煤矸石生產(chǎn)增白和超細(xì)高嶺土、生產(chǎn)無機(jī)復(fù)合肥和微生物有機(jī)肥料等技術(shù)，完善了利用煤矸石生產(chǎn)氯化鋁、聚合氯化鋁等化工產(chǎn)品、石棉及其制品、特種硅鋁鐵合金、鋁合金等技術(shù)。
利用煤矸石復(fù)墾塌陷區(qū)、修路等取得了較好的社會效益和環(huán)境效益。煤矸石在充填塌陷區(qū)、修路、水土保持、作物種植等技術(shù)上也取得較大突破，有效地提高了矸石和土地的利用率。如山東新汶礦業(yè)集團(tuán)累計(jì)利用200多萬噸煤矸石，來治理流經(jīng)礦區(qū)的柴汶河兩岸采砂坑和部分礦井開采塌陷區(qū)，復(fù)墾開發(fā)土地500余畝。
存在的主要問題與建議
主要問題。一是矸石山災(zāi)害治理投入不足，技術(shù)管理標(biāo)準(zhǔn)不完善。分析近年來矸石山重大事故原因，一方面是煤礦企業(yè)安全欠賬較多，即使加大了安全投入，也主要用于井下或生產(chǎn)工程的隱患治理，忽視了對矸石山災(zāi)害必須的防范治理。另一方面是矸石山災(zāi)害治理技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、管理規(guī)范不健全，對防范治理矸石山災(zāi)害技術(shù)研究較少，缺少有效的技術(shù)支持。二是煤矸石綜合利用總體水平不高。技術(shù)裝備落后，企業(yè)規(guī)模小，競爭能力不強(qiáng)，發(fā)展后勁不足。如全國煤矸石磚廠的平均生產(chǎn)能力不足1000萬塊標(biāo)準(zhǔn)磚，且品種單一，不能適應(yīng)市場需要。三是各地煤矸石綜合利用發(fā)展不平衡。在能源相對短缺的地區(qū)，煤矸石綜合利用發(fā)展較快，如華東、西南地區(qū)，煤矸石綜合利用率一般在60%以上。而在煤炭資源相對豐富的地區(qū)，綜合利用發(fā)展較慢。四是優(yōu)惠政策落實(shí)難，不利于調(diào)動煤礦治理矸石山的積極性。國家在煤矸石發(fā)電、上網(wǎng)、電價(jià)、調(diào)峰等方面已出臺了一些優(yōu)惠政策，但由于種種原因，在項(xiàng)目審批、并網(wǎng)發(fā)電等方面還比較困難，貸款條件也比較苛刻。
對策建議。一是加強(qiáng)科技攻關(guān)，為矸石山災(zāi)害防范與綜合利用，提供技術(shù)保障。目前技術(shù)攻關(guān)的重點(diǎn)是：矸石山自燃發(fā)火的熄滅、矸石山微生物脫硫、矸石山覆土植被綠化治理、75噸/小時(shí)以上的循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)、爐內(nèi)石灰石脫硫和靜電除塵技術(shù)等。二是實(shí)行優(yōu)惠政策，促進(jìn)煤矸石的綜合利用。主要包括煤矸石利用給予稅收減免；鼓勵各種所有制經(jīng)濟(jì)主體參與煤礦矸石綜合開發(fā)利用；支持煤炭企業(yè)的重大煤矸石利用項(xiàng)目，如煤矸石發(fā)電上網(wǎng)電價(jià)可比照《可再生能源法》中對風(fēng)能發(fā)電的政策。三是煤礦企業(yè)要加大投入，做好防范與治理。煤礦企業(yè)應(yīng)對矸石山隱患進(jìn)行全面排查，認(rèn)真落實(shí)矸石山災(zāi)害防治責(zé)任制，落實(shí)措施和經(jīng)費(fèi)，加快治理。四是有關(guān)部門要將煤礦矸石山災(zāi)害防范與治理列入監(jiān)管監(jiān)察執(zhí)法工作的內(nèi)容中，依法查處各類矸石山災(zāi)害事故，地方政府的有關(guān)部門要加強(qiáng)矸石山災(zāi)害防范與治理工作。（作者單位：國家煤礦安全監(jiān)察局事故調(diào)查司）
聯(lián)系電話：64463058 13522212516
全國煤礦矸石山基本情況
在目前我國煤礦生產(chǎn)條件下, 煤炭開采過程中的矸石排放量大約為原煤的10%~20%；煤炭洗選加工過程中矸石排放量大約為原煤入選量的15%~20%。2004年，全國各類煤礦生產(chǎn)煤炭19.56億噸，洗煤6億噸左右，按此計(jì)算，全年矸石排放量在3.8億噸左右。近年來,盡管全國煤炭工業(yè)部門加大了煤矸石的處理與利用，但據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，目前全國煤礦區(qū)歷年累計(jì)堆放的煤矸石約45億噸，規(guī)模較大的煤矸石山有1600多座，占用土地約1.5萬公頃，而且每年還以1.5～2.0億噸的速度增加。
矸石山災(zāi)害的主要類型
煤礦矸石山主要災(zāi)害類型有：一是矸石山發(fā)生塌方。如2004年2月28日，安徽省淮南市新集煤礦矸石山因采用矸石發(fā)生塌方，造成9名人員死亡。二是矸石山垮塌引起滑坡。如2004年6月5日，南桐礦業(yè)公司東林煤礦矸石山垮塌引起滑坡，造成重慶市萬盛區(qū)萬東鎮(zhèn)新華村14戶居民民房被毀，21人死亡，3人受傷。三是自燃崩塌。如2005年5月15日，平煤集團(tuán)四礦矸石山先后發(fā)生兩次自燃崩塌災(zāi)害，共造成8人遇難，100多人受傷，其中6人重傷；又如1975年，甘肅上窯塌陷區(qū)發(fā)生了一起矸石山爆炸事故，蘑菇云高達(dá)百米，200米范圍內(nèi)溫度達(dá)500度。這次事故人員死亡20人，重傷40余人；兩公里內(nèi)的樹木都被燒焦，12平方公里的空氣環(huán)境被嚴(yán)重污染，產(chǎn)生的煙塵數(shù)日不散。四是矸石山自燃產(chǎn)生的有毒氣體造成窒息死亡。煤矸石中含有部分可燃物，在一定條件下發(fā)生自燃時(shí)排放出的有害氣體，不僅嚴(yán)重污染大氣環(huán)境，而且有毒氣體還可造成人員窒息死亡。如遼寧本溪礦區(qū)就曾發(fā)生因矸石自燃造成人員中毒死亡的事故。同時(shí)，煤矸石風(fēng)化后揚(yáng)塵嚴(yán)重影響周邊環(huán)境；煤矸石在遭受淋溶水的作用下，將污染其周圍的土壤和地下水。
防范矸石山災(zāi)害的主要技術(shù)
熄滅矸石山自燃發(fā)火的技術(shù)措施。矸石山發(fā)生自燃后，最常用熄滅方法有：挖掘熄滅法、表面覆蓋法、澆灌法和注漿法。表面覆蓋法是將黃土等惰性物質(zhì)覆蓋在燃燒區(qū)上，隔絕空氣，以達(dá)到滅火目的。表面澆灌法是向燃燒區(qū)噴灑石灰乳或其它滅火漿液，一方面降低火區(qū)溫度，同時(shí)利用漿液中的某些成份被覆蓋在矸石表面，阻止矸石進(jìn)一步氧化。注漿法是將滅火材料制成漿液后，再借助機(jī)械力將其壓入矸石山內(nèi)部，使?jié){液滲透充填到矸石山的空隙中。以上幾種常用的滅火方法各有優(yōu)缺點(diǎn)，表面覆蓋法缺點(diǎn)是需要大量的黃土，工程量大；表面澆灌法簡單易行，但滅火漿液難以滲入矸石山內(nèi)部，效果欠佳；注漿法效果最好，國內(nèi)外多采用此法。
覆土植被綠化治理矸石山滑坡。采用種植樹林、植物等方式來綠化矸石山是目前不少礦區(qū)最常用的做法，而且治理矸石山的效果也比較理想，可有效根治揚(yáng)塵和矸石山坍塌。如水城礦業(yè)（集團(tuán)）大河邊煤礦原矸石山在雨季期間，經(jīng)常出現(xiàn)泥石流、大面積滑坡等現(xiàn)象。為徹底治理矸石山，該礦實(shí)施香根草生物治理工程。經(jīng)過近4年的治理，而今矸石山上，基本都長滿了集中連片的香根草，矸石山再未發(fā)生過泥石流和滑坡現(xiàn)象。
應(yīng)用微生物脫硫法治理矸石山災(zāi)害。矸石山治理的關(guān)鍵是解決矸石中硫的問題。采用簡單植被法來治理通常不能真正消除礦區(qū)大氣污染以及土壤和水的酸化問題，且遠(yuǎn)距離運(yùn)送土壤成本較高，植被生長差，如管理不善，還可能會出現(xiàn)自燃現(xiàn)象。采用微生物脫硫技術(shù)，通過對矸石進(jìn)行脫硫和酸性改良，是從根本上減少對環(huán)境造成污染。目前，這一技術(shù)在中國礦業(yè)大學(xué)基本試驗(yàn)成功。
煤矸石綜合利用現(xiàn)狀
實(shí)踐表明，煤矸石綜合利用是根除矸石山災(zāi)害事故最徹底的方法。近年來，我國煤礦尤其是國有重點(diǎn)煤礦，在煤礦矸石綜合利用方面，取得了一定的成績與經(jīng)驗(yàn)。
利用煤矸石發(fā)電。我國已成功研制出煤矸石、煤泥混燒的循環(huán)流化床鍋爐，解決了不同低熱值燃料混合燃燒的技術(shù)難題。目前，全國矸石電廠裝機(jī)容量已發(fā)展到500萬千瓦左右，每年矸石發(fā)電消耗矸石量約4500萬噸左右，占矸石綜合利用量的60%左右。
利用煤矸石制磚。目前我國煤矸石制磚工藝、爐窯設(shè)計(jì)、生產(chǎn)設(shè)備基本接近發(fā)達(dá)國家水平，煤矸石制磚企業(yè)正在向集約化、大型化方向發(fā)展，產(chǎn)品由實(shí)心磚向多孔磚和空心磚方向發(fā)展。如山東新汶礦業(yè)集團(tuán)等單位建成煤矸石磚生產(chǎn)線20多條，每條生產(chǎn)線的能力均在6000萬塊/年以上。
利用煤矸石生產(chǎn)高附加值產(chǎn)品。我國已開發(fā)出煤矸石生產(chǎn)增白和超細(xì)高嶺土、生產(chǎn)無機(jī)復(fù)合肥和微生物有機(jī)肥料等技術(shù)，完善了利用煤矸石生產(chǎn)氯化鋁、聚合氯化鋁等化工產(chǎn)品、石棉及其制品、特種硅鋁鐵合金、鋁合金等技術(shù)。
利用煤矸石復(fù)墾塌陷區(qū)、修路等取得了較好的社會效益和環(huán)境效益。煤矸石在充填塌陷區(qū)、修路、水土保持、作物種植等技術(shù)上也取得較大突破，有效地提高了矸石和土地的利用率。如山東新汶礦業(yè)集團(tuán)累計(jì)利用200多萬噸煤矸石，來治理流經(jīng)礦區(qū)的柴汶河兩岸采砂坑和部分礦井開采塌陷區(qū)，復(fù)墾開發(fā)土地500余畝。
存在的主要問題與建議
主要問題。一是矸石山災(zāi)害治理投入不足，技術(shù)管理標(biāo)準(zhǔn)不完善。分析近年來矸石山重大事故原因，一方面是煤礦企業(yè)安全欠賬較多，即使加大了安全投入，也主要用于井下或生產(chǎn)工程的隱患治理，忽視了對矸石山災(zāi)害必須的防范治理。另一方面是矸石山災(zāi)害治理技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、管理規(guī)范不健全，對防范治理矸石山災(zāi)害技術(shù)研究較少，缺少有效的技術(shù)支持。二是煤矸石綜合利用總體水平不高。技術(shù)裝備落后，企業(yè)規(guī)模小，競爭能力不強(qiáng)，發(fā)展后勁不足。如全國煤矸石磚廠的平均生產(chǎn)能力不足1000萬塊標(biāo)準(zhǔn)磚，且品種單一，不能適應(yīng)市場需要。三是各地煤矸石綜合利用發(fā)展不平衡。在能源相對短缺的地區(qū)，煤矸石綜合利用發(fā)展較快，如華東、西南地區(qū)，煤矸石綜合利用率一般在60%以上。而在煤炭資源相對豐富的地區(qū)，綜合利用發(fā)展較慢。四是優(yōu)惠政策落實(shí)難，不利于調(diào)動煤礦治理矸石山的積極性。國家在煤矸石發(fā)電、上網(wǎng)、電價(jià)、調(diào)峰等方面已出臺了一些優(yōu)惠政策，但由于種種原因，在項(xiàng)目審批、并網(wǎng)發(fā)電等方面還比較困難，貸款條件也比較苛刻。
對策建議。一是加強(qiáng)科技攻關(guān)，為矸石山災(zāi)害防范與綜合利用，提供技術(shù)保障。目前技術(shù)攻關(guān)的重點(diǎn)是：矸石山自燃發(fā)火的熄滅、矸石山微生物脫硫、矸石山覆土植被綠化治理、75噸/小時(shí)以上的循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)、爐內(nèi)石灰石脫硫和靜電除塵技術(shù)等。二是實(shí)行優(yōu)惠政策，促進(jìn)煤矸石的綜合利用。主要包括煤矸石利用給予稅收減免；鼓勵各種所有制經(jīng)濟(jì)主體參與煤礦矸石綜合開發(fā)利用；支持煤炭企業(yè)的重大煤矸石利用項(xiàng)目，如煤矸石發(fā)電上網(wǎng)電價(jià)可比照《可再生能源法》中對風(fēng)能發(fā)電的政策。三是煤礦企業(yè)要加大投入，做好防范與治理。煤礦企業(yè)應(yīng)對矸石山隱患進(jìn)行全面排查，認(rèn)真落實(shí)矸石山災(zāi)害防治責(zé)任制，落實(shí)措施和經(jīng)費(fèi)，加快治理。四是有關(guān)部門要將煤礦矸石山災(zāi)害防范與治理列入監(jiān)管監(jiān)察執(zhí)法工作的內(nèi)容中，依法查處各類矸石山災(zāi)害事故，地方政府的有關(guān)部門要加強(qiáng)矸石山災(zāi)害防范與治理工作。（作者單位：國家煤礦安全監(jiān)察局事故調(diào)查司）
聯(lián)系電話：64463058 13522212516
