探析我國煤矸石山的治理現狀

摘要：煤炭在開采加工過程中，產生的大量煤矸石堆放于露天，形成了矸石山，引發了一系列的生態環境問題，同時對煤炭企業的安全和可持續發展帶來了嚴重的影響和制約。本文就煤矸石山的治理現狀進行分析和探討。

關鍵詞：現狀;治理措施;生態恢復;綜合利用;存在問題

中圖分類號：X752 文獻標識碼：A 文章編號：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

在我國經濟建設和社會發展中，煤炭資源的開發利用，起到了至關重要的作用。但在采掘和洗選過程中，不斷有伴生物煤矸石產生，約占原煤產量的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，同時對生態環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。解決污染和恢復生態環境最有效的手段就是加強煤矸石的規范治理和綜合利用。

1 現狀

目前國內年矸石堆存量以上億噸的數量在不斷增加，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，矸石的堆存量約占全國的50%以上。受地形、地勢和治理水平等因素影響，矸石山未得到科學規范設計和有效治理，造成其堆存不穩，經雨水浸泡、風化和氧化等作用后，極易發生滑坡、坍塌、自燃和爆炸等事故;細化后的矸石顆粒又會因雨水的沖刷進入水體和土壤，造成河流、導水巖層、地表層裂隙及農田污染;風化后的煤塵也會使土壤造成重金屬污染等。

2 治理措施

矸石山治理應本著“安全優先、環保并重、因地制宜、生態協調”的原則，采用切實可行的治理方案進行生態恢復治理。

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左右的黃土進行隔離，坡度最好小于30°。采取表面壓實、黃土覆蓋結合局部注漿等工程措施，有效控制矸石山自燃;同時必須穩定坡面，修建馬道;砌筑擋墻，防止矸石塌方。

治理后的矸石場呈梯田狀，每臺階的馬道用于治理期間的機械施工及后期維護作業。馬道應外高內低，內側設置排水溝，用于排除雨水，各馬道間的排水溝要由邊坡導流渠串聯，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，根據氣候環境，栽植適宜的植物，穩固山體。有些地區因氣候原因，秋冬季無法及時綠化，必要時可對山體進行綠網苫蓋，減少因黃土覆蓋帶來的揚塵污染。

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的區域;挖除火源法適用于初燃矸石場，深度小于3m的區域;灌漿法適用于火區范圍小，深度小于6m的區域;注漿法適用于火區范圍大、深度大于6m的區域。

從治理實際成效來看，單一的方法只適用于火源淺、火區分布少和火勢小的區域，只能對火勢進行臨時控制，極易出現復燃現象，無法有效地消除隱患。在實際治理過程中，由于現場情況比較復雜，應采用綜合治理方法，將系統滅火防復燃、堆體整形截排水、分層壓實覆土、生態修復等各環節緊密聯結，將隔氧、降溫落實到治理全過程，同時加強治理前、中、后的自燃監測監控，確保徹底根除火災隱患。

3 生態恢復

矸石山的生態恢復應采用宜農則農、宜草則草、宜林則林的原則，在黃土覆蓋好區域進行植被恢復或造田恢復。

3.1 植被恢復

植被恢復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，溝的尺寸可根據地形和栽植的植物形狀而定，走向一般沿等高線布設，同時要做橫檔。魚鱗坑整地一般穴面為半月形，外高內低，沿等高線設置坑穴。不論哪種方式，整地應與栽植同時進行，隨造隨整。

植物選擇應結合地質環境和氣候條件，植被類型與原有類型相適應、與周邊自然景觀相協調，嚴禁使用外來入侵有害物種。恢復后的植被覆蓋率不應低于當地同類土地植被覆蓋率。

頂部平臺，采用帶狀混交和塊狀混交。帶狀混交，在平臺邊緣由外向內依次種植草本植物，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，在平臺上劃分不同的栽植區，進行喬灌草塊狀混交。

坡中上部，沿等高線進行灌草帶狀混交。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

填埋造田是指對完成填埋的區域通過覆土、平整等措施轉變為農田的過程。

填埋區應選在地質條件相對穩定的區域，避開破壞性地震及活動構造區、廢棄礦區的活動塌陷區及其他可能危及填埋區安全的區域，同時要避開有特殊規定的區域。

填埋過程中要有防護設施、防滲設施、擋墻、地表水集排系統、覆土阻燃系統等。矸石填埋前先進行浸出試驗，對填埋區域采取防滲技術措施，同時應根據地形設置擋墻，并在填埋邊界設置圍擋、柵欄、防飛揚設施、安全防護設施及防火隔離帶等。地表水集排系統和覆土阻燃系統與基礎治理措施類似。

造田技術應合理規劃復墾區內的田、林、路、渠，滿足后期作物采光要求。填埋區深降穩定后，要清除地表石塊雜物，采用平地機平整復墾土地，建設農田林網，結合邊坡控制和地表集排水系統，保持和改善復墾區生態條件、防止或減少污染和自然災害。

4 開發利用

矸石利用以大宗利用為重點，目前主要用于以下幾方面。

（1）充填塌陷區。煤炭在開采過程中必然會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境問題，同時可減少因塌陷引起的地質災害。（2）發電。充分利用矸石的良好燃料適應性，作為矸石電廠的主要燃料。燃燒后產生的灰渣可作水泥及其他建筑材料的原料之一。（3）制磚。未經自燃的矸石粉碎后給用于制磚，利用其中所含有機物的自燃成分，可節約原料煤的使用量。（4）鋪設路基。矸石還可用于路基鋪設或地基處理。利用矸石復墾造地或分層堆壓覆土的方式平整山區地勢崎嶇不平的地段。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）區域發展不平衡。因地區發展不平衡造成矸石治理存在差異。能源相對短缺的地區，矸石綜合利用較多，而能源較豐富的地區只重視煤炭開采，往往忽略矸石的綜合利用開發。（2）技術體系及應用不成熟。矸石因綜合利用技術的產業鏈短、利潤小、應用范圍有限等原因，造成企業忽視二次開發利用的價值。（3）社會原因。由于諸多原因，部分地區的矸石綜合利用資金較少，優惠政策較難落實，造成企業開發利用資金未得到有效落實，嚴重影響矸石綜合利用率。

6 結束語

隨著環保意識的不斷增強，節能減排工作的全面推進，矸石的治理工作要規范速度起來，傳統的生產觀念也要隨之轉變。應采用因地制宜地方式開展綜合治理，同時加強高新技術的研究力度，提高綜合利用率。另外需要政府宏觀調控的政策導向，調動全社會的力量，積極為矸石治理工作貢獻力量。

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收稿日期：2020-01-03

作者簡介：譚紅霞（1981-），女，漢族，本科學歷，環保工程師，研究方向為環境環保。