煤礦固體廢棄物的危害與環保治理技術探究

武浩潔

（晉能控股煤業集團環境督查大隊，山西 大同 037003）

0 引言

在煤炭經濟快速發展的時代背景下，煤炭資源的產量和社會需求量均呈現出了逐步增長的趨勢，煤炭開采過程中，形成了大量的廢棄物。礦山開采活動中，針對此類固體廢棄物要進行合理的利用，提高綜合治理技術水平，加強對資源浪費、環境問題的防治，對環境問題進行科學治理，改善生態污染，提高對自然環境的保護效果。

1 煤礦固體廢棄物的來源

煤礦固體廢棄物中造成危害的主要產物是煤矸石，因為在煤礦開采活動中，露天環境下堆放煤矸石，會形成矸石山，其中含有大量的化學物質、有害物質，在長時間的堆放中，大氣環境、土壤環境、地下組織層，不可避免的會受到破壞，煤礦周圍的生態環境也會因此而發生改變。例如大量的土地資源被占用，地貌、森林植被、自然景觀等遭到不同程度的破壞，水土流失的風險大，生態環境發生了一定變化，泥石流和山體崩塌的地質災害問題時有發生。地下水和周邊環境也會受到尾礦中的固體廢棄物的影響，例如，尾礦中含有酸堿等化學藥劑，威脅著大氣環境，釋放有害氣體[1]。

2 煤礦固體廢棄物的危害

煤礦固體廢棄物的危害體現在了多個方面，包括對土地資源的破壞、對土壤環境的破壞，在煤炭資源的開采過程中，如果煤礦固體廢棄物沒有得到及時、有效的處理，土地的修復工作落實不到位，將會降低土地承載力，破壞該區域內的地質環境，增加了地層表面的塌陷、裂縫事故的發生風險，對生態環境的平衡性造成損壞[2]。在煤礦固體廢棄物中存在的大量礦物質，雨水的沖刷作用下，礦物質將會在該區域內的地下水和地表水中滲透，對土壤和水質造成嚴重的污染，水污染物分類如圖1 所示。

圖1 水污染物分類

如果其中的礦物質含量達到了一定的參數值時，還有可能改變地下水水質，使水質發生毒性變化，這對生態環境和人們的生命安全造成了直接的威脅。廢棄物在土地資源中大面積堆積，占用了土地資源，增加了土地資源的消耗量，造成了一定程度的資源浪費，地質災害的風險高，對周圍環境產生了嚴重的脅迫和污染[3]。

3 煤礦固體廢棄物的環保治理技術要點

3.1 固體廢棄物環保治理技術

固體廢棄物的治理技術手段運用于煤礦固體廢棄物的治理和研究中，從環保視角，綠色化、資源化、無害化的處理角度，利用合理的環保治理技術，要結合現狀，對我國的煤礦企業廢棄物處理的具體情況和需求加強掌握。目前國內大多數的煤礦企業在處理廢棄物的過程當中，都采取了堆置的方式，該方式的弊端較多，會引起不同程度的資源浪費、環境污染。例如堆放矸石，消耗了大量的土地資源，而且還有可能引發地質災害。在堆放矸石地點的周圍會出現環境污染、土地污染等問題，堆置、處理煤礦固體廢棄物的過程中，設定專門用于堆積廢棄物的場地，這是最重要的治理環節。技術人員需要做好全面調研工作，了解地震、大氣、地形、水文等各項條件，做好可行性研究和分析，將固體廢棄物堆放到準備好的場地上。在預先規劃和可行性研究分析的過程中，確保環保治理技術的可行性、有效性，使用泥土和石塊，在堆放場地中做好覆蓋處理，將植被種植在場地上方，煤礦固體廢棄物處理中，利用堆置處理的方式是常見的方法，也是一種有效的技術方式。

利用該方法，能夠防范地表水溶解固體的風險，降低了泥石砂的負荷，避免地表水變質問題的發生。因為排放矸石，對地表水的水質會產生直接的負面影響，因此用堆置處理的方式，加強對煤礦固體廢棄物的有效處置，可以保護生態環境，降低安全事故問題的發生幾率，保障人類生產、生活活動的安全性，對地震災害、洪水災害問題進行了有效的防治。不過堆置處理方法并不是一項完美無缺的技術手段，因為在選擇堆置地點時，存在著較高的難度，而且容易增加二次污染的風險。在堆存尾礦時，應按照嚴格的要求，確保尾礦基礎材料的強度水平高，具備良好的不透水性。利用該技術對煤礦固體廢棄物進行治理的過程中，需要從綜合視角，考量該技術的應用優勢和應用缺陷，最大限度的控制二次污染，實現合理治理的目標，煤礦固體廢棄物處理處置技術原理如表1 所示[4]。

表1 煤礦固體廢棄物處理處置技術原理

3.2 資源合理化利用技術

煤礦固體廢棄物的大量堆置中加強對資源的開發利用，是提高治理效果的關鍵階段，應對礦物質中含有顆粒度的成分進行合理的運用，防止資源浪費問題，加強環保工程的建設。目前國內外在利用煤礦廢棄物中的資源時，采取了多種手段的方法，例如回收有價值的金屬，利用高新技術和高科技的設備設施，將有價值的金屬提取和利用到其他的生產活動中。也可以在建筑產業內，利用細顆粒尾礦，將其作為建筑物料，投入到生產中，進行工程建設，混凝土骨架材料的生產中，可以選擇粗粒尾礦作為工程建設的原材料。

在礦產顆粒物中，非金屬類的材料可以用于生產和制作建筑材料，例如作為微晶玻璃、水泥空心磚和水泥等投入到生產中。礦山井下的填充物材料應用中，可以將煤礦廢棄物充分的利用起來，節約廢棄物所占用的土地資源，減少占地空間面積，對地質災害和煤礦開采后的下沉問題進行防范和早期治理[5]。

3.3 粉煤灰綜合利用技術

粉煤灰是煤礦固體廢棄物資源利用中的主要物質，將粉煤灰、其他工業廢棄物、黏土等相關的配料，按照一定的工序集中在一起，進行加工處理，形成粉煤灰磚，能夠降低建筑負荷，減輕工作人員的勞動強度，具有環保性、節能性等優勢。用于填充墻體，是一種具備綠色化優勢的原材料，將粉煤灰制作成粉煤灰陶粒，用于工業建設和生產，可以實現防滲、吸音等功能，具有無添加劑、無污染、耐火性強的應用優勢。因為在粉煤灰中，含有一定數量的碳粒，可以作為燃料，運用到生產中，節約了燃料成本，經過生產和加工，粉煤灰成為混凝土、水泥的生產原料，用于工程建設。

粉煤灰中含有二氧化硅和氧化鋁，可以取代黏土的功能，作為原材料進行水泥生產活動，例如低密度油井水泥、硅酸鈣水泥等，均屬于新型水泥材料，也可以用于生產新型混凝土材料，例如混凝土摻合料。制作污水處理材料，利用粉煤灰的除霧功能，經過加工處理，將污水中的磷酸酶去除，制作成過濾介質或絮凝劑，從而達到凈化廢水的目的。粉煤灰的酸堿度水平不同，利用不同酸堿度水平的粉煤灰對酸性廢水進行處理，可以取得理想的技術處理效果。將粉煤灰作為肥料改良土壤狀況，用于小麥生產，能夠防治病毒病害問題，代替硅復合肥和磷肥等材料，提高小麥生產產量和生產質量。

3.4 煤矸石綜合利用技術

在我國的技術開發中，煤矸石的合理利用已經成為了重點項目，使用煤矸石降低污染問題，是目前技術研究的主要方向，煤矸石的開采工程具有一定的系統性，需要集中多種技術手段，由不同的技術單位共同加強對煤矸石的開采和應用。在具體的實踐中，使用煤矸石，用于生產和制造建筑材料，用煤矸石制作磚塊，代替黏土，降低黏土用量，也可以將其制作加工成普通的水泥或瓷磚，加工爐矸石，生產涂料類的產品，借助特殊的工藝，可以將煤矸石加工成石頭紙。

利用煤矸石綜合處理技術，在未經燃燒的前提下，可以將煤矸石加工成磚石，充分的利用此類廢棄物，投資成本少，操作過程簡單。但是對于建筑清潔料的加工生產活動來說，利用煤矸石的過程中，對于設備設施和技術水平具有較高的要求，因此我國在該領域內的研究依然處于不斷探索的階段。使用煤矸石用于道路工程的建設，不需要經過特殊的工藝處理，就可以投入到生產和使用中。煤矸石的耗渣量大，技術含量水平低，用于道路工程的建設，實現了對該廢棄材料的合理利用，對環境污染問題進行了防范和治理[6]。

4 結論

我國的現代化社會建設中，煤炭資源的需求量大，在煤炭資源的利用中，要提高其利用率，打造綠色、安全的生態環境，助力環保事業的發展。相關部門需要在煤炭廢棄物的質量管理和綜合治理中，加強技術研究，對煤礦固體廢棄物所帶來的負面影響進行治理，提高生態環境水平，真正做到變廢為寶，提高資源利用效率。