義馬礦區矸石山揚塵治理及綠化

王曉華

（義馬煤業集團公司，河南義馬 472300）

0 前言

義馬礦區位于豫西丘陵地區，現在有矸石山十多座，總占地面積約20萬平方米，歷年堆存總量約2540萬噸，每年矸石產生量約150萬噸。煤矸石的大量堆積不僅占用土地資源，而且因煤矸石的風化和自燃產生的揚塵和有毒有害氣體，嚴重污染了礦區及周邊環境。為降低污染、保護環境和恢復生態。近年來，義煤集團積極籌措資金，對義馬礦區的所有矸石山均安裝了噴霧設施，對廢棄的并具備綠化條件的矸石山進行了完整的綠化，礦區及周邊的生態環境得到了明顯改善。

1 矸石山揚塵治理

煤矸石在風吹日曬和空氣充分接觸的情況下，其表層會產生風化現象，并形成細小顆粒，在風的作用下產生揚塵，造成對矸石山周圍環境的污染。為此，經過考察、論證和對矸石山各產塵點分析，采用高壓噴槍將水流噴射成霧狀，形成數十米半徑水幕，均勻旋轉雨霧覆蓋到矸石山表面，達到壓塵、降塵和固塵的理想防塵效果。

1.1 治理工藝

處理后的礦井水經水泵打到矸石山腳下的貯水池，通過高壓泵加壓，由高壓噴槍將水霧化，噴灑到矸石山表面，達到降塵和固塵的效果。其工藝流程如下:

1.2 技術特點

（1）選用進口的美國雨鳥系列噴槍，噴灑半徑可達數十米以上，灑水均勻，霧化效果好。矸石山表面完全覆蓋，避免出現盲區。可在惡劣環境下長期穩定可靠的工作，取得滿意的降塵效果。

（2）自動或人工相結合的控制方式，自動控制時按矸石山揚塵的實際情況和規律設定噴灑計劃。

（3）設自動泄水閥，當管路系統的壓力降低到一定數值時，該閥自動排泄管道內的水，以避免結冰和較差水質對噴槍內壁腐蝕造成的危害。

（4）噴灑用水為礦井水，即可減少排放量，又可廢水重新利用。

2 矸石山綠化

矸石山的綠化一般采取直接綠化和覆蓋綠化兩類,直接綠化就是采取在矸石山表面直接挖魚鱗坑填土種植。覆蓋綠化就是在煤矸石山表面覆蓋土層或粉煤灰，改善植物生長環境后再種植。義馬礦區矸石山主要采取覆蓋綠化的方法。

2.1 影響矸石山綠化的因素

（1）矸石水分含量少。由于矸石粒徑大、表面風化層薄、空隙多，并且含碳量大、溫度高，導致水分易滲透、易蒸發，引起水份和養份的流失。因此，矸石山的水分含量和持水量較低，僅為黃土的二分之一到三分之一，導致水份和養份的流失。

（2）矸石的酸性環境。排放后的矸石經自燃風化后，其硫化物經氧化或在微生物的作用下形成酸性物質，其酸性隨矸石含硫量的增大而增大。植物在酸性環境中，會引起酶和蛋白質的鈍化、變性，從而影響植物生長，甚至死亡。另外，PH值過低會降低細菌的活性，削弱磷、鉀、鈣等元素的有效性，不利于植物的生長。

（3）矸石的營養成分含量低且保肥能力差。矸石的營養成分經分析測定，氧、磷、鉀的含量都很低，均不超過0.1%，基本上不能滿足植物生長對養分的需求。另外，因矸石的粒徑大，土壤的毛細作用差，致使陽離子代換量小，影響保肥能力。

2.2 矸石山綠化所采取的措施

（1）引水上山。

這個問題在矸石山揚塵治理的時候已經解決，噴霧設施不僅是降塵設施也是噴灌設施。足以保證矸石山綠化對水的需求。

（2）改良土壤。

根據種植要求在矸石層上有序的覆蓋黃土，覆土要全面，不能使煤矸石裸露在外，且厚度不低于15cm。為防止煤矸石覆土的酸化，在矸石表層撒上石灰石或生石灰，并將其混入0—15cm矸石層內進行中和。這樣，矸石中和層PH值可穩定在6以上。矸石山表面通過中和和覆土后，使土壤的物理性質得到改善，降低容重，增加空隙度，調節固液氣三相比。從而有效的減少了水分蒸發，增強了土壤的持水量和肥力，為植物的萌發和生長創造了適宜的環境。

（3）植物品種的選擇

在矸石不發生自燃、含硫量低于2.7%、矸石表層經過中和和覆土改造、PH值控制在允許范圍內的情況下，即可以選擇適合條件的植物進行種植。

根據矸石山表層成份和豫西地區的氣候特點，一般選擇生長快、生長期長、易成活、適應性強、耐干旱貧瘠的具有深根性、樹質堅硬、生長PH值寬的樹種。如紫穗槐、刺槐、油茶、桑樹、馬尾松、八月草和曲芝發草等。根據多年的經驗總結，刺槐更適合義馬礦區矸石山的生長環境。刺槐耐干旱、瘠薄，亦耐寒，喜光。在中性土、酸性土上均能正常生長。刺槐屬于淺根性，萌芽力和根孽性都很強。

（4）種植方法

根據矸石山的特殊性，采取反坡環山帶整地方法,即梯田式整地，且外高內低,易于灌溉和保持水份,寬度不小于1.5米。樹坑一米見方，深度不低于0.8米，坑內填實優質土壤并適當加些腐殖質，對周圍煤矸石進行必要的疏松。刺槐的最佳栽植時間在萌芽前、樹液已流動時，也就是每年的四月份前后，這時栽植成活率較高。栽植前用水浸苗3-5天，使苗木充分吸足水分后栽植，以提高成活率。適時開啟噴灑設施，保證其正常生長所需的水分。義煤集團每年堅持植樹3萬余顆，成活率均可達到85%以上。

3 矸石山治理效果

義馬礦區矸石山經噴霧降塵和綠化后，揚塵污染得到有效控制，植被覆蓋率逐年提高，礦區及周邊環境得到明顯改善。