摘要：煤炭在開采加工過程中，產(chǎn)生的大量煤矸石堆放于露天，形成了矸石山，引發(fā)了一系列的生態(tài)環(huán)境問題，同時(shí)對(duì)煤炭企業(yè)的安全和可持續(xù)發(fā)展帶來了嚴(yán)重的影響和制約。本文就煤矸石山的治理現(xiàn)狀進(jìn)行分析和探討。

關(guān)鍵詞：現(xiàn)狀;治理措施;生態(tài)恢復(fù);綜合利用;存在問題

中圖分類號(hào)：X752 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-672X（2020）03-0-02

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2020.03.143

Analysis of the current situation of the treatment of coal gangue hill in China

Tan Hongxia

（Dongqu Coal Mine of Shanxi Coking Coal Group Co.，Ltd.，Taiyuan Shanxi 030200，China）

Abstract：In the process of coal mining and processing， a large number of coal gangue piles in the open air， forming a waste heap， causing a series of ecological and environmental problems， at the same time， it brings serious influence and restriction to the safety and sustainable development of coal enterprises. This paper analyzes and discusses the current situation of the treatment of coal gangue dump.

Key words：Current situation;Governance measures;Ecological restoration;Comprehensive utilization;Existing problems

在我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)和社會(huì)發(fā)展中，煤炭資源的開發(fā)利用，起到了至關(guān)重要的作用。但在采掘和洗選過程中，不斷有伴生物煤矸石產(chǎn)生，約占原煤產(chǎn)量的10%～30%。由于其綜合利用率較低，不斷堆積后形成了矸石山，不僅占用了大量的土地資源，同時(shí)對(duì)生態(tài)環(huán)境造成了污染和破壞，形成了以酸雨、二氧化硫和煙塵為主要危害的煤煙型污染。解決污染和恢復(fù)生態(tài)環(huán)境最有效的手段就是加強(qiáng)煤矸石的規(guī)范治理和綜合利用。

1 現(xiàn)狀

目前國(guó)內(nèi)年矸石堆存量以上億噸的數(shù)量在不斷增加，但因綜合利用較低，大量矸石堆放于露天，逐步形成了矸石山。在山東、遼寧、山西、河北等地區(qū)，矸石的堆存量約占全國(guó)的50%以上。受地形、地勢(shì)和治理水平等因素影響，矸石山未得到科學(xué)規(guī)范設(shè)計(jì)和有效治理，造成其堆存不穩(wěn)，經(jīng)雨水浸泡、風(fēng)化和氧化等作用后，極易發(fā)生滑坡、坍塌、自燃和爆炸等事故;細(xì)化后的矸石顆粒又會(huì)因雨水的沖刷進(jìn)入水體和土壤，造成河流、導(dǎo)水巖層、地表層裂隙及農(nóng)田污染;風(fēng)化后的煤塵也會(huì)使土壤造成重金屬污染等。

2 治理措施

矸石山治理應(yīng)本著“安全優(yōu)先、環(huán)保并重、因地制宜、生態(tài)協(xié)調(diào)”的原則，采用切實(shí)可行的治理方案進(jìn)行生態(tài)恢復(fù)治理。

2.1 基本治理措施

矸石在堆存過程中，必須采用分層填埋、逐層壓實(shí)的方式，控制堆存高度和坡度。一般5～8m的矸石用1m左右的黃土進(jìn)行隔離，坡度最好小于30°。采取表面壓實(shí)、黃土覆蓋結(jié)合局部注漿等工程措施，有效控制矸石山自燃;同時(shí)必須穩(wěn)定坡面，修建馬道;砌筑擋墻，防止矸石塌方。

治理后的矸石場(chǎng)呈梯田狀，每臺(tái)階的馬道用于治理期間的機(jī)械施工及后期維護(hù)作業(yè)。馬道應(yīng)外高內(nèi)低，內(nèi)側(cè)設(shè)置排水溝，用于排除雨水，各馬道間的排水溝要由邊坡導(dǎo)流渠串聯(lián)，最終將雨水匯集排出山體。削坡整治，坡面分層碾壓、黃土覆蓋后，根據(jù)氣候環(huán)境，栽植適宜的植物，穩(wěn)固山體。有些地區(qū)因氣候原因，秋冬季無法及時(shí)綠化，必要時(shí)可對(duì)山體進(jìn)行綠網(wǎng)苫蓋，減少因黃土覆蓋帶來的揚(yáng)塵污染。

2.2 自燃治理措施

目前主要有覆蓋法、挖除火源法、灌漿法、注漿法等。覆蓋法適用于有自燃隱患，且深度小于3m的區(qū)域;挖除火源法適用于初燃矸石場(chǎng)，深度小于3m的區(qū)域;灌漿法適用于火區(qū)范圍小，深度小于6m的區(qū)域;注漿法適用于火區(qū)范圍大、深度大于6m的區(qū)域。

從治理實(shí)際成效來看，單一的方法只適用于火源淺、火區(qū)分布少和火勢(shì)小的區(qū)域，只能對(duì)火勢(shì)進(jìn)行臨時(shí)控制，極易出現(xiàn)復(fù)燃現(xiàn)象，無法有效地消除隱患。在實(shí)際治理過程中，由于現(xiàn)場(chǎng)情況比較復(fù)雜，應(yīng)采用綜合治理方法，將系統(tǒng)滅火防復(fù)燃、堆體整形截排水、分層壓實(shí)覆土、生態(tài)修復(fù)等各環(huán)節(jié)緊密聯(lián)結(jié)，將隔氧、降溫落實(shí)到治理全過程，同時(shí)加強(qiáng)治理前、中、后的自燃監(jiān)測(cè)監(jiān)控，確保徹底根除火災(zāi)隱患。

3 生態(tài)恢復(fù)

矸石山的生態(tài)恢復(fù)應(yīng)采用宜農(nóng)則農(nóng)、宜草則草、宜林則林的原則，在黃土覆蓋好區(qū)域進(jìn)行植被恢復(fù)或造田恢復(fù)。

3.1 植被恢復(fù)

植被恢復(fù)一般有水平溝整地和魚鱗坑整地兩種方式。水平溝整地一般為梯形，溝的尺寸可根據(jù)地形和栽植的植物形狀而定，走向一般沿等高線布設(shè)，同時(shí)要做橫檔。魚鱗坑整地一般穴面為半月形，外高內(nèi)低，沿等高線設(shè)置坑穴。不論哪種方式，整地應(yīng)與栽植同時(shí)進(jìn)行，隨造隨整。

植物選擇應(yīng)結(jié)合地質(zhì)環(huán)境和氣候條件，植被類型與原有類型相適應(yīng)、與周邊自然景觀相協(xié)調(diào)，嚴(yán)禁使用外來入侵有害物種?；謴?fù)后的植被覆蓋率不應(yīng)低于當(dāng)?shù)赝愅恋刂脖桓采w率。

頂部平臺(tái)，采用帶狀混交和塊狀混交。帶狀混交，在平臺(tái)邊緣由外向內(nèi)依次種植草本植物，3～5行灌木植物，2～3行喬木植物，喬灌木間種草，依次種植。塊狀混交，在平臺(tái)上劃分不同的栽植區(qū)，進(jìn)行喬灌草塊狀混交。

坡中上部，沿等高線進(jìn)行灌草帶狀混交。草帶寬2～3m，灌木2～3行，依次種植。

坡下部及坡腳，沿等高線進(jìn)行喬灌草帶狀混交。喬木2～3行，灌木2～3行，喬灌木間種草，依次種植。

3.2 造田恢復(fù)

填埋造田是指對(duì)完成填埋的區(qū)域通過覆土、平整等措施轉(zhuǎn)變?yōu)檗r(nóng)田的過程。

填埋區(qū)應(yīng)選在地質(zhì)條件相對(duì)穩(wěn)定的區(qū)域，避開破壞性地震及活動(dòng)構(gòu)造區(qū)、廢棄礦區(qū)的活動(dòng)塌陷區(qū)及其他可能危及填埋區(qū)安全的區(qū)域，同時(shí)要避開有特殊規(guī)定的區(qū)域。

填埋過程中要有防護(hù)設(shè)施、防滲設(shè)施、擋墻、地表水集排系統(tǒng)、覆土阻燃系統(tǒng)等。矸石填埋前先進(jìn)行浸出試驗(yàn)，對(duì)填埋區(qū)域采取防滲技術(shù)措施，同時(shí)應(yīng)根據(jù)地形設(shè)置擋墻，并在填埋邊界設(shè)置圍擋、柵欄、防飛揚(yáng)設(shè)施、安全防護(hù)設(shè)施及防火隔離帶等。地表水集排系統(tǒng)和覆土阻燃系統(tǒng)與基礎(chǔ)治理措施類似。

造田技術(shù)應(yīng)合理規(guī)劃復(fù)墾區(qū)內(nèi)的田、林、路、渠，滿足后期作物采光要求。填埋區(qū)深降穩(wěn)定后，要清除地表石塊雜物，采用平地機(jī)平整復(fù)墾土地，建設(shè)農(nóng)田林網(wǎng)，結(jié)合邊坡控制和地表集排水系統(tǒng)，保持和改善復(fù)墾區(qū)生態(tài)條件、防止或減少污染和自然災(zāi)害。

4 開發(fā)利用

矸石利用以大宗利用為重點(diǎn)，目前主要用于以下幾方面。

（1）充填塌陷區(qū)。煤炭在開采過程中必然會(huì)造成周邊不同深度的土地塌陷，將矸石回填至工作面，不僅有效地解決了地面因排矸造成的占地問題和環(huán)境問題，同時(shí)可減少因塌陷引起的地質(zhì)災(zāi)害。（2）發(fā)電。充分利用矸石的良好燃料適應(yīng)性，作為矸石電廠的主要燃料。燃燒后產(chǎn)生的灰渣可作水泥及其他建筑材料的原料之一。（3）制磚。未經(jīng)自燃的矸石粉碎后給用于制磚，利用其中所含有機(jī)物的自燃成分，可節(jié)約原料煤的使用量。（4）鋪設(shè)路基。矸石還可用于路基鋪設(shè)或地基處理。利用矸石復(fù)墾造地或分層堆壓覆土的方式平整山區(qū)地勢(shì)崎嶇不平的地段。除以上用途外，還可用于制作水泥、填充料和化肥等，但適用范圍比較小。

5 存在的問題

（1）區(qū)域發(fā)展不平衡。因地區(qū)發(fā)展不平衡造成矸石治理存在差異。能源相對(duì)短缺的地區(qū)，矸石綜合利用較多，而能源較豐富的地區(qū)只重視煤炭開采，往往忽略矸石的綜合利用開發(fā)。（2）技術(shù)體系及應(yīng)用不成熟。矸石因綜合利用技術(shù)的產(chǎn)業(yè)鏈短、利潤(rùn)小、應(yīng)用范圍有限等原因，造成企業(yè)忽視二次開發(fā)利用的價(jià)值。（3）社會(huì)原因。由于諸多原因，部分地區(qū)的矸石綜合利用資金較少，優(yōu)惠政策較難落實(shí)，造成企業(yè)開發(fā)利用資金未得到有效落實(shí)，嚴(yán)重影響矸石綜合利用率。

6 結(jié)束語

隨著環(huán)保意識(shí)的不斷增強(qiáng)，節(jié)能減排工作的全面推進(jìn)，矸石的治理工作要規(guī)范速度起來，傳統(tǒng)的生產(chǎn)觀念也要隨之轉(zhuǎn)變。應(yīng)采用因地制宜地方式開展綜合治理，同時(shí)加強(qiáng)高新技術(shù)的研究力度，提高綜合利用率。另外需要政府宏觀調(diào)控的政策導(dǎo)向，調(diào)動(dòng)全社會(huì)的力量，積極為矸石治理工作貢獻(xiàn)力量。

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收稿日期：2020-01-03

作者簡(jiǎn)介：譚紅霞（1981-），女，漢族，本科學(xué)歷，環(huán)保工程師，研究方向?yàn)榄h(huán)境環(huán)保。