李曉芳

（山西省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院）

煤矸石是原煤開(kāi)采和洗選過(guò)程中排出的低熱值煤類(lèi)和石質(zhì)類(lèi)固體廢棄物。煤矸石的大量排放堆棄，不僅壓占土地及生態(tài)植被，影響其原地貌的水土保持功能，而且由于其中殘留有煤塊、柴草等易燃物，自身含硫量大于1.5%時(shí)即能自燃，所以大部分煤矸石山都發(fā)生過(guò)著火現(xiàn)象，引起火災(zāi)，同時(shí)污染空氣。據(jù)調(diào)查，在擁有119座煤礦的陽(yáng)泉市，煤矸石山占地面積近667 hm2，有20處煤矸石山曾發(fā)生過(guò)自燃，不僅白白浪費(fèi)了寶貴的資源，且燃燒過(guò)程中排放的二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物及煙塵等還嚴(yán)重污染了大氣環(huán)境。同時(shí)，煤矸石經(jīng)雨水淋溶形成的酸性水，經(jīng)流動(dòng)、滲透到水體，造成地表水和地下水污染，使原本缺水的區(qū)域更是雪上加霜，嚴(yán)重危害當(dāng)?shù)鼐用竦纳眢w健康。我省是煤炭生產(chǎn)大省，每年排放的煤矸石數(shù)量巨大，治理矸石場(chǎng)任重而道遠(yuǎn)。

1 陽(yáng)煤集團(tuán)矸石山簡(jiǎn)況

陽(yáng)煤集團(tuán)是全國(guó)最大的無(wú)煙煤生產(chǎn)基地，據(jù)調(diào)查，在陽(yáng)泉市區(qū)現(xiàn)有5個(gè)大礦，年生產(chǎn)原煤4000萬(wàn)t，每年隨之產(chǎn)生的煤矸石在900萬(wàn)t左右。煤矸石大多排放在荒溝，經(jīng)年累月，堆積成山，且大部分矸石山處在陽(yáng)泉市的上風(fēng)向。陽(yáng)煤集團(tuán)共有25處矸石山，其中已閉庫(kù)的17處，正在運(yùn)行的8處，累計(jì)堆放的煤矸石約在28000萬(wàn)t以上，堆矸量超過(guò)1000萬(wàn)t的大型矸石山有5處。

1998年前，由于采取在溝壑地帶自然傾倒堆積的排矸方法，陽(yáng)煤集團(tuán)的矸石山經(jīng)常發(fā)生自燃，產(chǎn)生了大量的有毒有害氣體及煙塵，加之矸石淋溶，對(duì)大氣環(huán)境、地表環(huán)境和地下水環(huán)境造成了嚴(yán)重污染。經(jīng)監(jiān)測(cè)，間隙氣流中有毒有害氣體含量超過(guò)國(guó)家大氣環(huán)境質(zhì)量三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的10倍以上，有的甚至超標(biāo)近200倍；堆矸頂部裂隙及松散部位，地表溫度高達(dá)70-80℃，自燃火區(qū)溫度高達(dá)200-400℃；矸石山周邊的莊稼及草木被大片熏死，有的幾乎寸草不生，附近居民叫苦不堪。有毒有害氣體隨風(fēng)而下，整個(gè)礦區(qū)籠罩在一片煙塵氣堡中，使陽(yáng)泉市的整體大氣質(zhì)量受到嚴(yán)重影響。陽(yáng)煤集團(tuán)每年因矸石山自燃，要付出大量的財(cái)力和精力去處理與附近居民產(chǎn)生的摩擦，經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益均受到了很大影響。因此，1998年后開(kāi)始重視煤矸石山的科學(xué)治理。

2 煤矸石山綜合治理措施

為了規(guī)范各礦煤矸石的排放與處置，杜絕煤矸石自燃，防止煤矸石堆放造成新的環(huán)境污染和生態(tài)破壞，形成標(biāo)準(zhǔn)化和制度化，陽(yáng)煤集團(tuán)根據(jù)國(guó)家有關(guān)法律、法規(guī)及環(huán)境保護(hù)相關(guān)要求，結(jié)合集團(tuán)公司的實(shí)際，設(shè)立了排矸和矸石山專(zhuān)業(yè)治理隊(duì)伍—陽(yáng)泉煤業(yè)（集團(tuán)）股份有限公司運(yùn)輸部。運(yùn)輸部利用煤矸石回填荒溝、復(fù)墾造地、恢復(fù)植被，對(duì)已閉庫(kù)的矸石山進(jìn)行覆土、綠化治理。經(jīng)過(guò)十多年的艱苦探索，總結(jié)出了科學(xué)的排矸工藝、矸石山滅火、造地綠化等方面行之有效的技術(shù)措施體系，保持了新排矸石山不自燃，舊矸石山換新貌，實(shí)現(xiàn)了“無(wú)煙矸石山”的目標(biāo)，造地綠化工作取得新進(jìn)展，生態(tài)恢復(fù)成效顯著。

2.1 煤矸石排放與處置原則制度

陽(yáng)煤集團(tuán)在煤矸石排放與處置上按以下原則進(jìn)行：一是新矸石場(chǎng)選址時(shí)，盡可能選擇在離市區(qū)較遠(yuǎn)的荒山溝，盡可能少占或不占耕地；二是在排矸場(chǎng)未投入使用之前，必須完成煤矸石的排放、處置設(shè)計(jì)；三是排矸處置遵循“由下向上、分層碾壓、黃土覆蓋、恢復(fù)植被”和“邊排邊治”的原則，切實(shí)做到“閉庫(kù)一塊治理一塊、閉庫(kù)一處治理一處”，保證矸石場(chǎng)安全運(yùn)行；四是嚴(yán)格排矸工藝，一般每層矸石堆放厚度2-4 m時(shí)覆蓋0.3-1.0 m厚的黃土作為隔離層；五是對(duì)達(dá)到排矸高度的邊坡及平臺(tái)，及時(shí)進(jìn)行削坡、平整、碾壓、覆土和綠化，覆土厚度一般為0.5-1.0 m，然后種植草灌；六是為防止暴雨徑流進(jìn)入排矸場(chǎng)造成沖刷和滑坡，在實(shí)施攔擋工程的基礎(chǔ)上，在周邊開(kāi)挖截洪排水溝，底部設(shè)置排水涵洞等設(shè)施；七是為提高排矸場(chǎng)的容量，增大服務(wù)年限，堆矸前盡可能將矸石場(chǎng)內(nèi)的黃土挖出臨時(shí)堆存，供覆蓋隔層和后期植被恢復(fù)覆用土；八是排矸場(chǎng)服務(wù)期滿后，按照設(shè)計(jì)進(jìn)行封場(chǎng)閉庫(kù)、復(fù)墾利用，并定時(shí)檢查維護(hù)，保證安全。

2.2 煤矸石排放工藝流程

總體思路為“由下向上，縮小凌空，分層壓實(shí)，周邊覆蓋”。主要技術(shù)措施與工藝流程為：砌筑擋矸壩（墻），建立完善截洪排水設(shè)施，分層排放、分層碾壓、分層覆蓋，如此循環(huán)，直至閉庫(kù)。

運(yùn)輸部承接的排矸任務(wù)有兩類(lèi)：一類(lèi)是接手前排矸場(chǎng)僅有少量煤矸石排放，未發(fā)生自燃，按照上述技術(shù)措施進(jìn)行實(shí)施；另一類(lèi)是接手前排矸場(chǎng)就已堆放了大量矸石，并已發(fā)生自燃，結(jié)合滅火施工，施行新的排矸工藝流程和治理措施。

2.3 煤矸石山滅火工藝

為治理煤矸石山自燃，運(yùn)輸部從1990年開(kāi)始進(jìn)行滅火治理。通過(guò)不斷摸索、實(shí)踐和總結(jié)，在國(guó)內(nèi)首創(chuàng)了“由上向下、推散火層、斜坡壓實(shí)、封閉覆蓋”和“鉆孔注漿”相結(jié)合的滅火方式。1998年以來(lái)，基本實(shí)現(xiàn)了無(wú)煙矸石山的目標(biāo)。

2.4 造地綠化技術(shù)措施

實(shí)施滅火后的矸石山，若不及時(shí)采取植被恢復(fù)措施，原有的碾壓、覆蓋層經(jīng)過(guò)風(fēng)化、雨水沖刷等破壞，部分區(qū)域有可能出現(xiàn)復(fù)燃現(xiàn)象。通過(guò)摸索與實(shí)踐，運(yùn)輸部總結(jié)出了造地綠化系列技術(shù)措施：一是在實(shí)現(xiàn)無(wú)煙排矸場(chǎng)的基礎(chǔ)上，加強(qiáng)閉庫(kù)矸石場(chǎng)頂面、坡面的碾壓平整，使矸石密實(shí)度達(dá)到85%以上，地面起伏度為±10 cm；二是閉庫(kù)矸石場(chǎng)頂面覆土層厚度達(dá)到1 m，確保種植利用的基本條件；三是在無(wú)供水條件的矸石山周?chē)?，修建蓄水池蓄積天然降水徑流，以供生態(tài)恢復(fù)用水；四是在有供水條件的矸石山上，鋪設(shè)供水管道，保證生態(tài)用水；五是在覆墾矸石場(chǎng)建設(shè)保暖大棚等設(shè)施，確保四季生產(chǎn)條件和提高經(jīng)濟(jì)效益。

運(yùn)輸部在總結(jié)以往矸石山治理經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，從2006年起，大規(guī)模地實(shí)施了閉庫(kù)矸石山的生態(tài)恢復(fù)工程，至今治理矸石山面積達(dá)333余hm2。

為了進(jìn)一步改善矸石山附近居民的生活環(huán)境，積極響應(yīng)陽(yáng)泉市委、市政府“三城同創(chuàng)”（即創(chuàng)建國(guó)家園林城市、國(guó)家衛(wèi)生城市、國(guó)家環(huán)境保護(hù)模范城市）的戰(zhàn)略目標(biāo)，運(yùn)輸部在矸石山治理的基礎(chǔ)上進(jìn)一步開(kāi)發(fā)，將部分昔日的矸石山打造成了附近居民與職工家屬的休閑娛樂(lè)公益性公園，為閉庫(kù)矸石山治理創(chuàng)造了新的生態(tài)恢復(fù)模式。隨后，運(yùn)輸部又大膽嘗試在矸石山上建造生態(tài)園區(qū)，不但栽種了花草，還種植了各種瓜果、蔬菜，既美化了生活環(huán)境，又讓廣大職工吃上了綠色新鮮的蔬菜和水果，實(shí)現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益的“雙贏”。運(yùn)輸部的矸石山治理成果，達(dá)到了國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平，各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)參觀考察后給予了高度評(píng)價(jià)。

3 結(jié)語(yǔ)

陽(yáng)煤集團(tuán)運(yùn)輸部總結(jié)推行的上述矸石山治理方法，成效顯著，符合工礦項(xiàng)目區(qū)水土保持要求，起到了示范引領(lǐng)作用，為煤矸石排放及治理提供了可靠的理論基礎(chǔ)和實(shí)踐指導(dǎo)。