煤矸石堆儲探討

茍廣寧 姚清寶

摘要：采礦業在我國的國民經濟中一直處于重要的位置，然而隨著社會的發展，人們不再只看到采礦帶來的經濟效益，生態環境也日益受到關注，因此如何合理處理煤炭的伴生產物矸石成為首要問題。本文將探討其治理。

關鍵詞：煤矸石；防滲；防塵；復墾；廢棄地

引言

煤炭作為一次性能源，而當前新的可替代能源尚未出現，所以煤炭在今后的一段時間內還是占一定比例，其地位不會發生質的變化。隨著社會的發展，煤礦開發規模的擴大，煤礦對生態環境的影響日趨嚴重，尤其是煤矸石的堆放對環境的影響也越發嚴重。

1、煤矸石治理的目的

煤矸石多堆儲于井口附近，鄰近居民區，且占地較大，煤矸石在受到長時間的日曬雨淋后，將會分化粉碎，從而很容易產生揚塵，在風蝕的作用下，將會惡化大氣質量。此外煤矸石還存在自燃，并釋放出CO、SO2、H2S等有害氣體，這些有害氣體，在經過雨水淋蝕后，產生酸性水，污染周邊的土壤和水體，不僅降低周圍環境的空氣質量，影響周邊居民的身體健康，還常常影響周邊的生態環境，導致樹木生長緩慢、病蟲害增多，農作物減產。當矸石不合理堆放還可能發生邊坡失穩，從而造成崩塌、滑移，尤其是在連陰雨或暴雨季節，這種現象尤為常見，易發生泥石流，從而殃及農田、河流及人員安全給周邊居民的生產和生活帶來嚴重威脅。

煤矸石治理的最終目標是建立安全、穩定、合理、高效的生態系統，避免其對周邊環境的破壞與污染，使利用效率低的荒溝或山坡地在經過治理后提高土地利用率，造福人民。

2、煤矸石堆場常遇到的幾種形式及設計特點

矸石場可分為山谷矸場和平原矸石場；

山谷矸石場：占用農田較少，而且能夠獲得較大的容積，然而山谷矸石場地形具有溝短、叉多、坡陡的特點，往往山洪歷時短、流量大，因此必須重視洪水的問題，對洪水應采取妥善措施，以確保矸石場的安全運行。

平原矸石場：平原矸石場由于不受洪水影響，因而其壩體一般僅考慮場內雨水的影響，防止外溢污染環境。

3、煤矸石場堆儲的方式

山谷矸石場通應視溝谷的地形條件、周圍環境、洪水情況及矸場與煤礦的位置關系確定，采用自上而下或自下而上的堆儲方式二者各有利弊，條件不同采取的方式也不同。

平原矸石場一般依據矸場場址，在考慮到排水、綠化、前期堆儲和后期維護治理后，修筑環形攔矸壩，其功能一是防止矸場范圍內雨水外漫污染環境，二是防止場外水體進入矸場內，影響矸場的運行管理。

4、攔矸壩

無論是山谷還是平原矸石場，為便于矸場運行，均需要修建攔矸壩。其功能一是可防止運行期間雨水、洪水夾帶細小矸石四處蔓延，污染環境；二是增加矸石場永久邊坡的穩定。

攔矸壩壩體結構宜采用砂礫土、碎石土等透水性材料填筑，壓實度不下于93%。

5、煤矸石場的排水

對于山谷矸石場為防止場地上游區域溝谷在暴雨期間形成的洪水，通常采用排水溝、預埋排水涵洞并配合導流設施直接進行排泄；對正在填埋的區域所產生的地面徑流，設計按照分區采用豎井系統及時排泄。同時要求矸石采用分層碾壓填筑，表面平整密實并保持3%的排水坡度，盡量減少雨水的沖刷和滲透；對填埋場周邊山坡在大氣降水中形成的徑流，采取修筑截水溝、排水溝系統進行截流、疏導并及時引流到堆儲場以外排放。以避免大氣降水引起的環境污染事故，并減少因降水而致滲淋液增量，防止雨季期間暴雨洪水對灰渣場正常使用所帶來不利影響。

6、煤矸石場的防滲

根據《固體廢物 浸出毒性浸出方法》GB5086規定，需對將堆儲的矸石按照規定方法進行浸出實驗而獲得的浸出液中，任何一種污染物的濃度均為超過GB8978最高允許排放濃度，且PH值在6至9 范圍之內的一般工業固體廢物，為第Ⅰ類，反之為Ⅱ類。

因此針對超過規定的矸石堆儲場地及矸石所能接觸的坡面進行防滲處理，當天然基礎層的滲透系數大于1.0×10-7cm/s時。因采取天然或人工材料構筑防滲層，防滲層的厚度相當于滲透系數1.0×10-7cm/s和厚度1.5m的粘土的防滲能力。

現通常采用土工膜進行矸場的防滲處理，當場地底部整平壓實后，去除有尖銳棱角的石塊及雜物，攤鋪30cm厚黃土壓密，鋪膜時不要拉得太緊，要留有變形余地，宜取不小于1%的松動率；鋪膜時應嚴禁施工人員穿帶釘的鞋作業，進入作業區的人員嚴禁攜帶火種。接縫采用膠粘結或熱熔結無縫焊接方式，以保證接縫處的強度和防滲性能不低于母材。

鋪好土工膜后，應及時按要求保護，不宜暴曬，避免破壞。進入車輛嚴禁緊急剎車和急轉彎。

7、固廢滲淋液處置

堆儲場中的滲淋液，通過設置在防滲層上、人工分層堆矸體下部的滲淋液收集管道系統，安全引流到矸場下游壩體的滲淋液收集池中。滲淋液引出總管在庫區防滲層外一律采用密封管道，防止滲淋液泄露污染。依據實際滲流量，定期抽取，由專用車運送到水處理廠處理，處理后的中水，也可以用于灰渣場及道路灑水。滲淋液收集池與自然溝槽、水系等絕不聯通，以防污染擴散。

滲淋液收集、運送將設置專人負責，雨季應當確保集液池存液量不超過1/4池容量，同時也要防止周圍地面雨水匯入，保證預留不小于1/2池容量，以防積液池開口面積內降雨太多，溢流造成環境污染。

8、防塵系統

運矸道路灑水隨季節每天不少于早晚兩次，干燥多風或蒸發量較大時，多次噴灑降塵。矸石卸車、攤鋪、碾壓工作區域，根據氣候、溫度及風力等因素，隨時灑水降塵，以不產生有害灰塵為準。

9、矸石場封場后土地再利用

（1）當矸石場服務期滿后，應予以關閉或封場。關閉或封場前，必須編制關閉或封場計劃，報請所在地縣級以上環境保護行政主管部門核準，并采取污染防止措施。

（2）關閉或封場后，仍需繼續維護管理，直到穩定為止。以防止覆土層下沉、開裂，致使滲淋液量增加，也要防止固體廢物堆體失穩而造成滑坡等事故。

（3）關閉或封場后，應設置標志物，注明關閉或封場時間，以及使用該土地時應注意的事項。

（4）為恢復植被，關閉時表面應覆一層天然土壤，其厚度不小于0.8m。

10、環境監測及監測井設置

根據相關規范，矸石場必須設置一定數量的環境監測手段，以監測矸石場在運行期間和封場后對周邊環境的不良變化，對污染事故力爭做到早發現、早處置，以便于更好的預防環境污染事故產生和擴大。

（1）水體監測

水體檢測包含地表水檢測和地下水檢測。

地表水體監測主要針對矸石場上游地表來水，包含通過截水溝，排水溝及排洪涵洞這些疏水工程，將未經過污染的水體直接疏導至下游，檢測水體之間的差異，分析是否受到污染。

地下水監測主要為比較本矸石場地下水體的檢測，采樣點一般設在和灰渣場上游地下水體的差異，監測灰渣場對地下水的不利影響。采樣點一般為設在矸石場占地范圍的上游和下游，具體采樣標準參照《環境影響評估技術報告 地下水環境》 HJ 610-2011。

如果有需確定污染原因，并進行及時處理，避免對環境造成不良環境影響。

（2）大氣監測

大氣監測主要為比較矸石場下風向，和矸石場上風向的大氣環境差異，監測灰渣場作業對周圍大氣環境的不利影響，及時發現問題，采取處置措施。大氣監測宜委托氣象環保部門，所有監測資料數據，建設方都應當建立固定檔案室，妥善保存備查。

11、結論

煤矸石作為排放量最大的工業固體廢物，不僅占用大量的土地而且處治不當將會對對環境造成多重污染，本文通過對煤矸石的科學堆放，使煤矸石在現有的技術條件下，從而實現造田和環境的雙贏。

參考文獻：

[1]《一般工業固體廢物貯存、處置場污染控制標準》[M].北京：中國環境出版社，2006.

[2]《固體廢物 浸出毒性浸出方法》[M].北京：中國環境出版社，2006.