關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 我國煤炭生產情況

煤炭工業發展“十二五”規劃目標：到2015年，煤炭生產能力41億噸/年，原煤入選率65%以上。低熱值煤炭資源綜合利用發電裝機容量達到7600萬Kw，煤矸石綜合利用率75%。煤矸石發電節約8500萬t標準煤。

2011年煤炭產量為35.2億t，2012年煤炭產量初步統計為36.5億t，呈逐年遞增趨勢。

1.3 我國煤炭行業煤矸石基本情況

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

我國煤矸石產生量占煤炭產量的15%～18%，隨著煤炭產量的增加，煤矸石排放量亦增加，開展資源綜合利用，是實施節約資源基本國策的重要途徑。目前，我國已從稅收、電力調度等方面扶持煤矸石發電行業，2010年利用低熱值資源1.3億t，發電裝機容量2600萬kW，相當于回收4200萬t標準煤，少占壓土地300 hm2。“十二五”規劃中，2015年，全國煤矸石產生量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、復墾和筑路利用2.1億t以上。低熱值煤炭資源綜合利用發電裝機容量達到7600萬kW，新增裝機容量5000萬kW。

隨著礦區的開發、經濟的發展，煤矸石的大量堆存不僅占用土地，且對環境造成一定的影響，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。

2 煤矸石產生的環境問題及治理措施

煤矸石堆存最主要的環境問題為矸石場占地、揚塵、矸石自燃及生態破壞等。

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避免占用基本農田、耕地、林地、草地等，選擇在荒溝內，并遠離居民居住區等敏感目標；矸石場設計應充分考慮區域匯水區面積、泄洪等因素，采取截洪溝、排水溝、擋土墻等工程措施，并對已穩定的邊坡及達到標高的區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 矸石發電

根據國家相關政策，矸石發熱量在4500～12550Kj/kg可用于發電，煤矸石發電以循環流化床鍋爐為主要爐型。2010年利用低熱值資源1.3億t，發電裝機容量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]，目前該技術較成熟，應用較廣泛。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、磚胚干燥和超內燃焙燒。

國內有較多的案例。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的矸石磚廠，該磚廠的規模為6000萬塊/a，消耗矸石5.4萬t/a。

3.3 矸石回填井下采空區

我國煤礦產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的很少。矸石充填井下費用較高，從井工工程和設備配置等方面的投資較高，綜合考慮經濟效益和環境保護，目前國內大多企業選擇煤矸石用于矸石發電、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利用矸石充填至煤柱留設區，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、生態脆弱區域的煤礦項目采取矸石井下采空區的采煤方法。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，再配合人工恢復和自然恢復等措施，地表沉陷區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的影響。此外，長期、大量堆存的煤矸石充填井下采空區后，將減少土地資源的占用，矸石山數量和矸石堆存量的減少必將減緩揚塵、矸石自燃、水土流失、生態破壞等環境影響。

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