基于煤礦固體廢棄物的危害及環保治理技術研究

劉 爽

（大同煤礦集團馬道頭煤業有限責任公司，山西 大同 037100）

引言

隨著經濟發展所引發的環境問題越發嚴重，對自然生態環境的保護逐漸受到社會大眾的高度重視。煤礦礦山開發過程中所產生的固體廢棄物是導致環境問題的重要污染物之一，妥善處理煤礦固體廢棄物，加強對煤炭固體廢棄物綜合利用，不僅能夠最大限度降低對當地自然生態環境的破壞，同時能夠有效提高資源的利用率。因此，在煤礦礦山開發過程中，相關煤礦企業應當提高對自然生態環境的保護意識，采用科學合理的固體廢棄物處理技術，加強對其綜合利用，盡最大限度降低其所帶來的危害，全面落實可持續發展戰略目標，實現人與自然的友好發展。

1 煤礦固體廢棄物的危害及其危害途徑

1.1 煤礦固體廢棄物的危害

在煤礦開采過程中，會產生大量的廢渣、廢石，這些固體廢棄物如果得不到妥善處理，隨著固體廢棄物的增多，會嚴重占用土地資源，加之煤礦固體廢棄物中含有大量的礦物質，這些礦物質隨著降水量的增加，會隨著雨水流入附近的水源地或者滲入地下水中，進而對當地水文環境以及土壤環境造成一定的破壞。與此同時，隨著水文環境以及土壤環境中的礦物質含量的不斷增多，會導致其含有一定的毒性，不僅會影響植物的健康生長，同時會給被污染水源附近的社會大眾飲用水帶來的安全隱患，對附近居民、牲畜的飲水健康造成一定的影響。另一方面，煤礦固體廢棄物的露天堆積，其附著于表面的粉塵會受風力的影響懸浮在空氣中，對當地空氣環境造成的破壞。由此可見，在煤礦開采過程中，妥善處理好固體廢棄物，已然成為煤礦企業實現長遠發展的重要舉措。

1.2 煤礦固體廢棄物的危害途徑

如圖1 所示，煤礦在開采過程中，會產生大量的煤矸石，這些煤矸石作為固體廢棄物被露天堆積在指定位置，久而久之形成礦石山。這些煤矸石中會含有大量的礦物質以及化學物質，在自然環境下，這些礦物質以及化學物質會對附近的土壤環境、水文環境、大氣環境等造成一定的污染，不僅會影響當地的自然生態平衡，同時雖然附近居民的生活環境受到的一定的污染，導致對其身體健康造成一定的危害。

圖1 礦山固體廢棄物的危害途徑

2 煤礦廢棄物環保治理技術

2.1 堆置處理技術

堆置處理技術其主要是指在對煤礦固體廢棄物處理工作中，選擇固定的場地集中放置，在選擇固體廢棄物存放地點時，首先相關技術人員應當對擬定存放地的地質條件、水文環境、大氣環境等進行全面充分調研分析，并結合當地自然生態環境的實際情況，制定煤礦固體廢棄物堆置方案；在對煤礦固體廢棄物進行堆置之前，應當做好對當地水文環境的保護措施，對完成堆置的固體廢棄物采取相應的覆蓋措施，避免其附著與表面的浮塵在風力的作用下，對空氣環境造成污染[1]。在當前我國所采用的堆置處理方法主要有濕法排放、尾礦庫堆存、尾礦干排等。

2.2 資源化利用技術

對于一些規模較大或者礦山資源分布較為集中的地區，隨著煤炭產量的增加，會產生大量的煤礦固體廢棄物，而這些固體廢棄物仍然存在一定的利用價值。例如：在當前日本以及美國等國家，在其煤炭生產過程中，其所產生的固體廢棄物的80%都得到了再次利用，而對于工業發展較為發達的德國地區，已經實現對煤礦固體廢棄物的100%回收利用，不僅能夠最大限度提高對資源的利用率，同時能夠有效避免在處理煤礦廢棄物過程對自然生態環境造成的污染。現階段我國的煤礦固體廢棄物再利用技術主要包含以下幾個方面：其一是借助當前先進的技術設備，對固體廢棄物中的金屬等有價值的物質進行提煉；其二是針對一些粗粒的尾礦，將其中的細顆粒尾礦經過加工處理之后，能夠將其作為混凝土的粗骨料。同時這些固體廢棄物還可以作為建筑材料以及礦山的井下填充物，這樣不僅能夠有效實現對煤礦固體廢棄物進行無害化處理，同時能夠有效避免礦產由于地下過度開采而出現下沉。

2.3 生態環境修復技術

在當前隨著我國煤炭生產量的不斷增加，所產生固體廢棄物亦在不但增加，雖然對煤礦固體廢棄物的綜合利用技術亦在不斷開發當中，但是目前還無法實現對所有廢棄物的綜合利用。堆置處理是當前煤礦固體廢棄物處理的主要方式之一，為了最大限度降低廢棄物堆置對周圍自然生態環境的影響，應當注重煤礦固體廢棄物堆置場地的生態環境修復，加強堆置場地附近的植被建設，以此來維持當地的自然生態平衡，修復煤礦固體廢棄物堆置對當地自然生態環境所造成的影響。

3 實現煤礦固體廢棄物的綜合再利用的有效措施

3.1 煤矸石用于發電燃料

煤矸石是煤炭生產加工過程中所產生的主要固體廢棄物中之一，隨著煤炭生產量的不斷增加，我國煤矸石儲存量增速亦在不斷增加，煤矸石作為燃料其所產生的熱值相對較低，這亦是導致其作為固體廢棄物的重要因素之一[2]。由于我國煤矸石儲存量的不斷增加，強大的儲存壓力以及對自然生態平衡所造成的負面影響，加強對煤矸石的綜合利用已然成為當前緩解煤矸石存儲壓力的重要途徑。因此我國亦在逐步推進煤矸石低熱值電廠建設，將煤矸石、煤泥作為主要燃料用于電能生產，一方面能夠增加煤礦固體廢棄物的利用率，同時能夠有效緩解我國電力能源緊張的問題。

3.2 煤矸石用于制造建筑材料

當前煤矸石在我國的建筑領域中得到了廣泛的應用，首先煤矸石可以作為制作的磚塊的主要原材料，在當前我國建筑領域廣泛應用的空心磚的原材料主要以煤矸石為主（如圖2）。同時煤矸石還可以用于建筑水泥、瓷磚等。隨著煤矸石作為建筑原材料的應用范圍不斷被拓展，隨著我國城市建設進程的不斷加快，我國對建筑材料的需求亦在不斷增加，煤矸石在建筑材料生產制作領域迎來了全新發展空間，我國對煤矸石在建筑材料領域應用的重視亦在不斷提高，我國煤矸石新型墻體材料生產產業亦在逐步朝向規模化方向發展。

圖2 煤矸石空心磚

3.3 煤矸石用于采空區回填

煤礦開采作業大部分以地下開采為主，隨著地下開采量的不斷增加，會導致地表出現下沉現象，甚至引發地質災害，對地表植被造成破壞，影響礦區的自然生態平衡。在對煤矸石進行綜合利用過程中，對于已經不具備開采價值的尾礦采用煤矸石對其進行回填，不僅能夠有效避免地表沉陷等問題的出現，避免由于煤礦開采作業對礦區自然生態環境所造成的破壞，同時實現對煤礦固體廢棄物的有效利用。

3.4 煤矸石用于道路工程

公路工程作為各個地區實現經濟流通的重要途徑之一，隨著我國社會經濟水平的整體提升，我國公路運輸壓力逐漸加大，公路工程建設項目成為緩解公路運輸壓力的重要途徑[3]。在公路工程建設過程中，煤礦固體廢棄物經過加工之后可以作為其路基填充材料進行廣泛應用（如圖3），加之工作工程建設的耗渣量相對較大，在應用煤礦固體廢棄物時，并不需要對其進行過多的加工處理，且應用成本相對較低，因此逐漸成為我國公路工程建設中理想的路基材料。該應用路徑不僅能夠實現對煤礦固體廢棄物的有效利用，同時能夠有效避免由于煤礦固廢對自身生態環境造成的影響。

圖3 煤矸石應用路徑

4 結語

我國煤炭礦藏資源相對較為豐富，隨著我國社會經濟發展對煤炭資源的消耗需求不斷增加，煤炭的生產量亦在隨之增加，在煤礦開采過程中，所產生大量的煤礦固體廢棄物成為當前煤礦開采企業的面臨的重要問題之一。煤礦固體廢棄物如若得不到妥善地處理與利用，不僅會造成嚴重的環境污染問題，同時會造成嚴重的資源浪費。因此，我國相關煤礦開采企業，應當提高對煤礦固體廢棄物的重視，重點加強對煤礦固體廢棄物綜合利用技術的開發，全面推進煤礦固體廢棄物在各個領域的廣泛應用，一方面能夠有效減輕煤礦企業對煤矸石等煤礦固體廢棄物的存儲壓力，同時能夠有效實現廢棄資源的再利用，最大限度降低其對自然生態環境產生的負面影響，實現人與自然的和諧發展。