貴州省中小型煤礦污染防治

方 達

（貴州省環境工程評估中心評估部，貴陽 550002）

煤炭是貴州省的優勢礦產資源，目前已探明資源儲量約2 401億噸，位居國內第五。煤炭工業對貴州省經濟發展起著至關重要的作用，尤其是國家西部大開發戰略實施后得到了很大程度的發展，使貴州省躋身為西南地區乃至全國重要的能源基地。煤炭開采對當地社會經濟發展具有巨大的推動作用，但隨著開采力度的加大，采煤所引發的環境問題日漸凸現，其中以對水資源、生態環境的影響為重。貴州省中小型煤礦占煤炭企業總數的比例較大，中小型煤礦一般生產規模較小、設備較簡陋、人員素質參差不齊，其開采過程中對環境的影響較大。因此，加強對中小型煤礦的污染防治，不但具有重要的現實意義，而且具有長遠的科學意義。

1 中小型煤礦環境和廢物排放具有特殊性

1.1 環境脆弱，開采限制大

貴州省位于我國巖溶地貌連片分布最大的西南地區，其特殊的地理環境、地質構造，形成了其境內自然資源豐富，但生態環境脆弱、易受污染和破壞等特點。而貴州省煤炭資源最為豐富的六盤水市、畢節市均位于西南巖溶地區的腹心地帶，貴州省礦井開采一般采用斜井或平硐開拓，井下施工往往受地質條件制約，作業難度及工程量均高于平原地區。其所處巖溶地區環境敏感性主要體現在以下方面。

第一，以地下水為主的水資源豐富，水環境易受污染。西南巖溶山區降雨豐沛、暗河分布較多，暗河往往由部分地表水進入落水洞及降雨通過裂隙帶滲漏進入地下形成。由于地下水系具有獨特的單管形、樹枝形或網格形結構，使得巖溶山區降水、地表水、地下水聯系緊密、轉化迅速，因而地表水、地下水具有極易受污染且污染面積大、污染后水體自凈能力弱的特點。

第二，生態環境脆弱，恢復能力較差。由于巖溶山區石多土少，部分地區甚至石漠化現象較為嚴重，使得該區域生態系統脆弱，受干擾后自然恢復的速度慢、難度大，不少地區因環境污染和生態破壞而喪失人類基本生存條件。

1.2 污染排放多，易造成環境影響

一般中小型煤礦水污染源主要有礦井水、工業場地生產生活廢水等，其中以礦井水為主要水污染源。由于貴州省的煤礦以中、高硫煤為主，在開采過程中，煤層中的硫化物經過氧化還原反應產生硫酸鹽，進而形成酸性礦井水（AMD）。該類礦井水通常p H值較低，鐵、錳含量偏高，具有腐蝕性。若不采取正確合理的處理措施，往往會對下游水環境，尤其是地下水環境造成破壞，嚴重的甚至會破壞水生生態系統。

礦井開采向大氣環境排放的廢氣主要是伴隨開采過程產生的瓦斯（又稱“煤層氣”），其主要成分是烷烴。為保障作業人員安全，同時避免瓦斯爆炸，在開采時須保障井下通風以稀釋瓦斯濃度，通過通風機由通風井抽排。工業場地主要以鍋爐煙氣以及儲煤場、煤炭轉載和裝卸過程產生的煤塵為主要大氣污染源。

礦井開采主要固體廢物為煤矸石，煤矸石是與煤炭伴生的、含碳量較低、較堅硬的黑灰色巖石。煤矸石如若不加以利用大量堆放，不僅壓占土地，影響生態環境，而且含硫高的礦井所伴生的煤矸石，在適宜條件下會發生自燃，產生二氧化硫、氮氧化物、碳氧化物和煙塵等有害氣體污染環境空氣，嚴重的甚至會影響礦區及周邊居民的身體健康。

2 污染防治多措并舉

2.1 水污染防治

工業場地通常修建一體化生活污水處理設施處理生產生活廢水（生產廢水和食堂污水須預先隔油處理），該類設施主要采用生化處理工藝，出水可以滿足《污水綜合排放標準》一級標準要求。

由于貴州省礦井水多為酸性礦井水，參考國內外酸性礦井水處理方式主要有主動處理和被動處理方式。主動處理主要有中和法、硫化物沉淀法、曝氣氧化過濾法等，被動處理主要有SAPS法、PRBs法、ALDs法等，且多源于國外。由于目前國內被動處理方式尚處于探索起步階段，國內處理礦井水以主動處理方式為主。而針對AMD處理方式又以中和法為主，因其簡便可靠的特點被廣泛應用。常見的中和劑有石灰石、苛性堿、氫氧化鈣等，苛性堿由于價格相對較高，一般不采用。貴州省中小型煤礦礦井水另一特點是鐵、錳含量較高，且貴州省環境行政主管部門要求排水除了達到《煤炭工業污染物排放標準》標準要求外，鐵須達到《貴州省環境污染物排放標準》一級標準要求。因此，為提高除鐵去錳的效果，中和法通常與錳砂過濾和氧化曝氣過程相結合使用。

2.2 環境空氣污染防治

對廠區道路及廠內運輸采取噴霧灑水降塵措施，儲煤場進行灑水降塵。在煤炭裝載點、卸載點、提升運輸、煤倉等作業地點設置噴霧灑水裝置防塵。皮帶走廊采用密閉運輸。以上措施可有效降低工業場地煤粉對周邊環境的影響。

2.3 固體廢物處置

目前貴州省大多數改擴建礦井將煤矸石作為采空區填充材料的首選，一方面可以降低地表沉陷繼續發生的幾率，另一方面可以杜絕矸石地表堆放存在的潛在環境和安全風險。在工業場地建設中，受地形條件制約往往需要平整場地，煤矸石是較好的平場及礦區道路修筑材料。矸石場的選擇除了要滿足工程要求外，還要滿足環保要求，其建設要按照《一般工業固體廢物貯存、處置場污染物控制標準》的要求，規范建設矸石堆場。排矸場必須修筑擋矸壩，四周修建截洪溝，底部設置排水涵洞，在壩下修建淋濾水沉淀池。

3 綜合開發 提高資源利用率

3.1 礦井水資源化利用

由于貴州省地質條件復雜，各個煤礦在開采時的涌水量差別較大。對于涌水量大的礦井，采取資源化綜合利用不僅可以節約用水，同時亦可以減少向外環境排放的水量，減少對環境的負面影響。一般礦井水經處理達標后可用于井下防塵、工業場地降塵、廠區道路灑水及綠化、瓦斯抽放站冷卻補充水等途經，對于瓦斯濃度較高并建設有瓦斯電站的煤礦，還可用于瓦斯電站冷卻補充水。此外，在礦井水處理設施末端通過增設活性炭等深度處理裝置后，可用于礦井浴室、洗衣房、廁所等非飲用生活用水。而某些煤礦礦井水出現高礦化度或含有特殊污染物（如重金屬、含氟化物等），在處理方式上有所不同，高礦化度礦井水經處理設施處理后還要作電滲法脫鹽處理，而含有特殊污染物的礦井水由于處理工藝較復雜，通常滿足排放標準要求即可，不考慮回用。

3.2 瓦斯資源化利用

貴州省中小型煤礦通常以中高瓦斯礦井居多，根據煤層瓦斯的賦存特征，可考慮建設瓦斯電站。利用瓦斯發電不僅解決廠區用電，同時可減少火電廠燃煤產生的二氧化硫、氮氧化物等污染物的排放。通過工藝的改進，目前已有針對低瓦斯礦井發電的設備。瓦斯的資源化利用，具有十分重大的經濟、環保和節能減排意義。

3.3 煤矸石資源化利用

對于無法利用完的煤矸石及新建礦井掘井矸石，其綜合利用途徑上通常有以下方式。一是煤矸石制磚。煤矸石經破碎后可以作為制磚原料，但由于貴州省煤礦煤矸石制磚多存在鐵、硫含量偏高的特點，因此主要作為制磚的配料處理。二是煤矸石發電。由于矸石熱值的原因，目前貴州省煤矸石發電廠較少。比較早的盤縣老屋基發電廠利用煤泥和煤矸石混燒發電，采用煤泥與矸石分別給料，在沸騰爐前墻、沸騰段中間加入煤泥的方式進行。后續建設的矸石電廠主要采用循環流化床鍋爐，常見單臺規模30萬千瓦，矸石產生的熱量即可發電，也可作采暖供熱。三是根據煤矸石組分可產生氧化鋁等凈水劑、燒制陶粒輕集料、作為水泥生產配料、生產肥料等。從成本投入、經濟效益、投資回收期等角度來說，貴州省煤矸石的其它用途在上述方式中均有所見。若企業不能及時利用煤矸石，礦方應在建設初期按照環保要求選擇備用矸石場，當煤矸石不能及時綜合利用時可堆放在規范建設的矸石場內，以避免造成對于環境的污染。

貴州省中小型煤礦受外環境及內環境制約，往往存在環境污染防治忽視或實施力度不夠的問題。及時抓住貴州省中小型煤礦的各類特點，因地制宜合理減少污染排放，有效進行廢物利用，不僅是貴州省中小型煤礦長遠發展的出路，也是我國中小型煤礦的長久生存之計。