浅谈大同煤矿集团公司煤矸石综合治理措施

引言

本文简单介绍了煤矸石对环境的影响、针对煤矸石性质以及自燃现象，因地制宜的采用相应的综合治理措施，以取得最大的生态效益、环境效益、经济效益和社会效益。

大同煤矿集团公司（以下简称同煤集团）的前身是大同矿务局，成立于1949年。2000年，公司改制成大同煤矿集团有限责任公司。成立60多年以来，风雨历程，走出了一条“从小到大、由弱到强”的企业发展之路。经过改革和专业化重组，企业规模不断扩大，经济效益逐年攀升。同煤集团成立60多年，累计生产煤炭约为21亿吨，上缴利税近达500多亿元，为国家的经济建设和国民经济的发展作出了重大贡献。随着煤炭工业的快速发展，煤矸石的产生量也随之急剧增加。截止到2013年年底，同煤集团共有矸石山61座（不包括子公司），矸石总堆存量约1.8亿吨，总占地面积约284万平方米，这61座矸石山中，其中有15座经过多年奉化已被自然植被覆盖，22座停用，24座再用，矸石山堆放倾角大部分大于45°。同煤集团煤矸石产生量约占煤炭产量的10%左右，矸石产生量巨大。

近年来，随着同煤集团对环保工作的高度重视，通过建设矸石电厂、矸石砖厂和高岭土加工厂等项目，加大了矸石的综合利用率，即便如此，仍然有绝大部分煤矸石堆积在地面之上。矸石的堆放造成的直接后果是掩埋大量珍贵的土地资源。矸石山自燃对大气形成污染，矸石山塌陷危机人民的生命财产，对环境存在巨大的危害。因此，加强对煤矸石的生态治理及综合利用已是一个刻不容缓、亟待研究解决的重要社会问题。本文简单阐述了煤矸石的生态治理工程及综合利用的途径。

煤矸石自燃分析

同煤集团煤矸石自燃的因素主要是矸石含硫量较高，一般在0.8%～1%之间，硫铁矿结核体是引起煤矸石自燃的决定因素，空气和雨水可以将氧元素带入矸石内部，水和氧气是煤矸石自燃的必要条件，当放热的氧化反应释放出来的热量无法正常排出，发生热堆积蓄积，矸石山内部温度不断升高，直接达到煤的燃点，发生自燃现象。

根据同煤集团煤矸石特征，煤矸石的自燃还受煤矸石运输方式、硫铁矿局部富集、通风状况等多种因素的影响，煤矸石也有自燃倾向。

矸石山综合治理设计方案

矸石山自燃灌浆灭火

同煤集团煤矸石主要成分由灰分高、发热量较低的碳质页岩，以及部分煤、腐烂木材组成，这些物质的存在构成了煤矸石自燃的内在因素，对此可以采取石灰泥浆深部注浆处理，其机理是隔绝氧气和煤矸石成分进行反应，工艺流程：石灰和泥土按1∶2比例进行制浆液，加入清水，制成约20%的泥浆，然后用泥浆泵从插入自燃区域的泥浆管把泥浆灌入进去，对自燃矸石进行灭火处理。

矸石平整，黄土覆盖

同煤集团大部分矸石山堆放坡度大于45°，时常出现滑坡塌方现象。矸石山的治理应着手对矸石山的堆放方式入手，矸石倾倒方式应采取从下往上进行堆放，煤矸石堆放压实推平后高度达到5米分为一个层级，并对压实后的矸石喷洒相应数量的石灰水，对压实后的矸石采用黄土覆盖，黄土压实后的厚度不低于0.2米，层与层之间应设立有3米宽的台地，台地由外延到内延应有15°的倾斜角度，便于雨水收集到排水渠，台地之间边坡坡度为30°，边坡进行压实处理。在每个台地内侧设置一条排水沟，用以排除矸山上的雨水，台地与台地之间的排水沟由边坡导流渠串联起来，最终将雨水汇集到河道流走。排水沟采用毛石砌筑，水泥砂浆勾缝处理。最后在矸石山四周修建重力式毛石挡土墙，用以拦挡煤矸石，避免矸石山垮塌。

土地植被恢复

在矸石治理完毕后，为了改善同煤集团矿区生态环境，对矸石山进行植被绿化。对于矸石山直接绿化，由于煤矸石具有很强的吸热性，极易使得植物受热死亡，又由于矸石之间空隙较大，表层保水效果较差，鉴于以上原因，应在先对最上层矸石进行压实，压实后在最上层覆盖1米-1.5米的黄土（必须是熟土壤）。

植物树种的选择：同煤集团属于华北温带大陆性气候，又由于该地区属于严重缺水地区，所以植物应该选用耐寒、耐寒植物。矸石山植树主要应以以灌木为主，乔木为辅。适合当地生产的绿化树种应为松叶林为主，灌木主要以柠条为主，选择在春季栽种。

为了确保绿化用水，需要在矸石场上建立一个储水池，并在台地围堰下铺设给水管网，在干旱季节定时对灌木进行浇水。给水管采用热镀锌钢管（杜绝采用塑料管，避免矸石自燃对管道造成破损），丝扣或法兰连接，直埋敷设，敷设在围堰之下，敷设深度应为1米左右。

结语

煤矸石是同煤集团各矿在采煤过程中产生最大的固体废物，不但占有了大量宝贵的土地资源，同时对矿区环境造成较大污染。根据本文的论述，同煤集团各矿矸石山综合治理，从理论上、经济上都是可行的，具有很好的生态效益、环境效益、经济效益和社会效益，也具有一定的现实意义，对改善同煤矿区空气质量起到积极的作用。