煤礦開采引發的大氣污染及其防治分析

謝瑞加

（泉州市環境監測站 福建泉州 362000）

引言

煤炭是我國重要的能源來源，據統計中國平均每年的煤炭消費量占能源消耗總量的65%以上[1]。近年來隨著煤炭去產能、供給側改革等國家政策的推進，煤炭消費總量及能源結構占比在逐漸減少，但它仍舊是我國主要的能源來源。大量的煤炭開采過程會造成地表水污染、地下水污染、大氣污染、噪聲污染、固體廢物污染等[2]。其中，煤炭開采過程中造成的大氣污染主要有粉塵污染、有害氣體污染。煤炭開采及焚燒過程易造成大氣中的SO2、CO、NOX、顆粒物（PM10）、細顆粒物（PM2.5）等濃度急劇上升，大大降低周邊城區的環境空氣質量，進而影響民眾居住的環境、身體健康、生命財產安全等。井下粉塵對人體危害也很大，一般大于10 μm的粉塵，容易為鼻腔、氣管粘液所捕捉，并逐漸排出體外；小于10 μm的粉塵則可深入到氣管深部；而小于5 μm的粉塵則90%可沉積在氣管、肺泡上，引起肺泡的沖血反應而導致塵肺病。嚴重的塵肺病可能發展為肺心病，有很高的死亡率，對煤礦工人威脅很大，成為煤礦工人最主要的職業病[3]。

煤礦開采造成的大氣污染程度極為嚴重，對人體危害較為嚴重，針對其開展的污染防治極其重要、刻不容緩，我們不能坐以待斃，繼續堅持先發展后治理的理念，而是應該盡早采取有力的措施，加強對煤礦開采造成的大氣污染的防治。本文擬通過分析煤礦開采造成的污染現狀及其產生的原因，提出污染防治措施，以期為煤礦開采造成的大氣污染防治提供一定的技術支持。

1 煤礦環境空氣污染源及目前治理現狀

煤炭開采所造成空氣污染來源主要有兩種，一種為粉塵污染，另一種為有害氣體污染。

1.1 粉塵造成的污染及治理現狀

煤礦開采時需要對覆蓋層進行剝離處理，露天礦排土可為采礦量的幾倍或十幾倍，挖掘、運輸和排土場堆放過程都會產生揚塵污染。其中排土場又分為坑內排和坑外排兩種。外排土場位于地表以上，如果不及時覆蓋，大風天氣和生產過程可能會產生揚塵污染，從而對周邊地區的空氣質量構成影響[4]。Muleski[5]和Gilliesa[6]檢測到礦區造成的顆粒物濃度會在 300～1000 μg.m-3之間，一個會造成嚴重呼吸道疾病的高濃度區間。催克強等[4]利用擴散模型ADMS估算了排土場揚塵對市區揚塵污染的貢獻，模擬的2013年4月使用中的排土場揚塵污染對錫林浩特的貢獻為，平均狀況下在錫林浩特市區西部塵污染濃度達40 μg.m-3。在大風起塵日子城區部分濃度可達400 μg.m-3。煤礦在開采過程中殘煤自燃、地表植被破壞造成的沙塵、煤炭的運輸、煤礦進行爆破等也會影響到周圍環境的大氣質量。

關于煤礦企業粉塵的治理，我國法律法規做出了一定的闡明，煤礦企業需遵循相關法律章程，對粉塵管理引起重視。目前主要措施為：（1）建設清潔化生產礦井，對礦區道路及地面進行定期灑水和清掃。（2）加強施工現場的污染控制管理，明確施工單位的污染防治責任，建立污染防治責任制度對施工單位加以監督約束，保持施工現場的清潔。工程竣工后需要對現場進行驗收，及時清理所殘留的物料及建筑垃圾。

1.2 有害氣體造成的污染

煤礦開采時產生的有害氣體主要由硫化物、含碳化合物、含氮化合物等組成，主要來源于煤礦運輸車尾氣排放、煤堆放和煤矸石山自燃、各種工業窯爐和燃煤鍋爐燃燒、煤礦開采產生的瓦斯氣體等[7]。矸石山自燃發生頻繁，其燃燒產生的二氧化硫會對空氣造成嚴重污染，也是誘發酸雨發生的重要因素。二氧化硫無色無味，人體吸入一定程度后，會對呼吸道產生影響。煤礦所產生的含氮氣體主要來源于煤礦的爆破、車輛尾氣的排放等，一氧化氮與人體內血紅蛋白的融合性較強，如果吸入過量的一氧化氮，極易引起中樞神經系統的病變，其他的含氮化合物還會增大職業病的病發概率，對人體危害巨大。同時，煤礦開采過程中會產生一定的瓦斯氣體，這些氣體處理不當會在井下爆炸，導致礦井事故發生。目前對于有害氣體的處理方式較少，主要是將有害氣體經過脫硫、脫硝、除塵處理后排放到空氣中。

2 煤礦環境空氣污染新型治理措施

2.1 加強矸石治理

矸石自燃會釋放大量含硫氣體，是造成空氣污染的一個重要因素。矸石巖層內的含硫量一般在1.5%左右，因此極易發生自燃，如果含硫量超過3.0%，就可能產生嚴重的自燃危害。

針對矸石自燃可采取以下措施：首先，可采用新技術新工藝減少矸石產出；其次，煤礦企業可建設矸石倉庫，將洗選矸石儲存于倉庫內，建設矸石運輸專用通道，實現密閉運輸，可考慮將產生的矸石送至附件建材廠加以利用，杜絕矸石堆積，避免造成污染；同時，煤礦企業可采用黃土覆蓋法、水澆法、噴灑石灰乳等方法對矸石山自燃加以控制預防。

2.2 煤泥干燥處理

傳統方式下，煤泥一般采用自然晾干的方法處理，這樣極易產生煤塵，并且受礦區面積限制，自然晾曬也會對采礦工作造成影響。在煤礦污染治理初期，可建設干燥系統對煤泥進行處理，通過滾筒干燥機內的高溫氣體與煤泥濾餅進行質熱交換，將其所產生的廢棄物、雜質經過排料器、除塵器、引風機等過濾裝置的進一步處理后，達到排放標準方可排放到室外環境中。

2.3 加強礦區土地復墾與綜合治理，擴大礦區綠化面積

煤礦土地復墾的最終目標是恢復因采礦而破壞的土地的利用價值，實現礦區生態系統的平衡,為企業生產創造一個良好的外部環境，保障采礦-土地利用-社會經濟的持續發展。礦區的土地復墾和生態重建應與采礦活動同步進行，根據礦山不同開采時期的技術特點和自然環境等因素及時決策確定相應的復墾或生態重建方案，盡量避免或減少對環境的破壞，實現采礦與生態重建的一體化。綠化對治理礦區空氣污染有重要作用，因此需要加強完善礦區內的綠化。通過種植一定數量的花草樹木，有效吸收空氣中的二氧化碳，釋放氧氣，對防治碳氧化合物污染有極大促進作用。繁茂的樹木可以吸附粉塵、二氧化硫等有害物質，還能降低礦區周邊的噪聲污染。良好的綠化環境不僅對防治污染有積極作用，同時也能夠減緩礦區工作人員的疲勞感，增強工作熱情。

2.4 建設無塵化礦井

去除煤廠生產過程中產生的粉塵，可在一定程度上改善煤品裝運過程中粉塵難以控制的局面。要求在各生產環節中嚴格控制粉塵濃度，達到相關標準，以保護礦區環境。同時，為預防機動車引起的道路揚塵，對來往進出的煤炭運輸車輛作清洗。同時，環境保護不僅僅是地面工作，還應當延伸至井下，可在井下引入空氣監測系統，并生成空氣質量報告，專人負責管理，實現井上、井下聯合管理。井下大氣的污染防治可采用通風除塵、煤層注水、采用水炮泥、濕式打眼、個體防護、噴霧灑水、凈化風流等措施。

2.5 加強對煤炭開采企業中的“小散亂污”的治理力度

環保、安監等部門應加強對轄區內“小散亂污”的煤炭開采企業的整治。“小散亂污”企業由于規模小、工藝差、環保設施及投入不足、污染嚴重，向來是大氣污染防治中難啃的硬骨頭，也是環境保護部門關注的重點。加強對煤炭開采企業中的“小散亂污”企業的監管和治理，通過實施網格化監管、開展專項治理行動等措施，對違法違規企業堅決予以查處整治。

結語

煤礦產業不僅關系到國家經濟發展的大局，同時也與人們的日常生活及身體健康息息相關。煤礦開采造成的大氣污染已嚴重影響環境空氣質量的持續改善、人民群眾生命財產安全、生活質量的提高等，防治煤礦環境空氣污染迫在眉睫，進一步深入探討分析煤礦開采造成的大氣污染的危害及治理措施，對改善空氣環境質量、促進經濟綠色發展、實現煤礦產業的可持續健康發展和生態文明建設均起著重要作用。

參考文獻

[1]賀學鵬.煤炭開采對環境的影響分析及對策探討 [J].能源與節能,2014,6：105-107.

[2]張心紅.煤礦環境保護及污染防治分析 [J].中國資源綜合利用,2017,35(10)：88-89,92.

[3]王文,桂祥友,王國君.煤礦井下粉塵污染與防治 [J].煤炭技術,2002,21(1)：43-45.

[4]崔克強,王學中,何友江,等.錫林浩特露天煤礦排土場揚塵排放及污染[J].干旱區資源與環境,2017,31(6)：160-165.

[5]Muleski J．Field demonstration of an unpaved road dust suppressant[C].92th annual meeting and exhibition of air and waste management association.2001：20-24.

[6]Gilliesa J A,Etyemezian V,Kuhns H,et al.Effect of vehicle characteristics on unpaved road dust emissions[J].Atmospheric environment,2005,39(13)：2341-2347.

[7]侯文斌.煤礦大氣污染與防治對策 [J].環境與發展,2017,29(6)：64,66.