煤炭在开发利用过程中对环境的影响及应对措施

罗娇赢

(鸡西大学 安全与环境工程系，黑龙江 鸡西 158100)

煤炭在开发利用过程中对环境的影响及应对措施

罗娇赢

(鸡西大学 安全与环境工程系，黑龙江 鸡西 158100)

煤炭在开发利用过程中会产生诸多环境问题，而中国目前的能源现状决定了煤炭的主要地位，我国煤炭利用方式单一，效率不高。洁净煤技术和其它相关措施可以解决煤炭利用与环境间的矛盾，通过洗选、型煤等技术手段可以实现环境效益与经济效益的共同发展。

煤炭；洁净煤；环境

煤炭作为我国的能源，不但储量多，而且分布广、品种齐全。中国目前是世界上最大的煤炭生产国，同时也是最大的出口国和消费国，煤炭作为主要的能源在相当长的时期内不会改变，煤炭的开发和利用既对国民经济产生了推动作用，同时也在煤炭开发和利用的每一个环节，包括，开采、洗选、运输、加工、燃烧等过程，对环境造成了重大影响，因此应加快洁净煤技术的应用，减少污染。

一 煤炭在开采、运输、利用过程中对环境的影响

1.煤炭在开采过程中对环境的影响。

煤炭开采对土地资源的破坏，表现为地表塌陷、水土流失、固体废弃物占用土地等。中国的煤炭开采以井工为主，井工平均开采每万吨原煤，地表塌陷面积为0.2公顷，全国累计地表塌陷面积为40万公顷；露天平均开采每万吨原煤破坏土地面积约为0.22公顷，其中挖掘破坏0.12公顷，外排压土地占0.10公顷，露天开采每年破坏土地面积约2200公顷；另外，矸石山占用土地现已达到1.2万公顷。[1]

煤炭开采过程中形成的大气污染主要来源于矿井瓦斯。据初步测算，中国每年通过井下通风排放的煤层气约有100亿立方米，为全国甲烷排放总量的29%，甲烷的温室效应是二氧化碳的20倍，对矿区的大气环境产生了严重的危害，而且也加剧了全球气候变暖，影响全球气候变化。

煤炭开采对水资源也会造成影响。全国每年因采煤外排矿井水约22亿吨，选煤外排煤泥水0.28亿吨，外排其他工业废水0.3亿吨。

2.煤炭在运输过程中对环境的影响。

据有关资料统计，我国铁路运煤漏损率达3%-5%，水运损耗率达6%-7%。每年有6亿吨煤炭通过铁路、公路运输，在运输和装卸堆放过程中至少排放300万吨煤尘。

3.煤炭在利用过程中对环境的影响。

我国煤炭的利用以直接燃烧为主，直接燃煤造成我国大气典型的煤烟型污染。燃煤产生了大量的烟尘、NOx、SO2、CO2等大量有害的污染物。中国燃煤产生的粉尘排放量约占粉尘总排放量的70%，燃烧排放的SO2约占总排放量的90%，NOx约占排放量的70%，CO2的排放量约占全国总的排放量的80%。据国家环保局统计，目前中国SO2污染产生的酸雨面积已经达到国土总面积的30%。造成我国北方城市污染较南方重的局面，这与冬季北方燃煤有关，见表1-1。

表1-1 中国夏冬季节城市大气污染比较

二 中国的洁净煤技术

中国政府非常重视洁净煤技术的发展，把能源与环境协调发展，作为国家发展的重大战略目标，按照国务院批准的《中国洁净煤技术九五计划和2010年发展纲要》，中洁净煤技术包括煤炭加工、煤炭高效洁净燃烧、煤炭转化和污染排放控制与废弃物处理四大领域。

1.煤炭洗选技术。

煤炭洗选是传统的煤炭加工技术，也是洁净煤技术中最有效最经济的途径。通过洗选，可减少无效运输，减少污染物排放，保护环境。入洗1亿吨原煤一般可排除2000万吨矸石，减少SO2排放量100-150万吨。假设煤炭经铁路运输的比例为60%，表2-1显示了因煤炭洗选减少运力可减少CO2排放情况。[2]

表2-1 节省运力减少CO2减排

在大中型洗煤厂的跳汰、浮游、重介质三大类洗选成套工艺设备方面，我国已有成熟的技术和配套能力，入洗原煤能力达2亿吨以上。

但是目前中国的原煤入洗率很低，只有25%左右，发达国家在90%以上。先进的重介质选比例和小，选煤厂单机处理能力小，自动化程度低。

2.水煤浆技术。

水煤浆具有良好的稳定性及流变性，易于装卸、储存、输送及直接雾化燃烧，可广泛用于工业锅炉、电站锅炉、工业窑炉上代油燃烧，亦可用作气化原料，用于合成氨、合成甲醇、合成尿素等化工项目中。工业性应用示范证明，燃用水煤浆可提高燃烧效率5%-10%,降低能耗约20%，用1.8-2.1吨水煤浆可代替1吨重油，预测当燃料油和水煤浆的比价超过2.25时，水煤浆在经济上就有竞争力。

3.型煤。

型煤可以有效的提高煤炭利用率，燃用型煤与原煤散烧相比，工业锅炉平均节约15%-23%，民用炉灶20%-30%，可以有效的减少环境污染，其中CO排放量减少70%-80%，烟尘减少60%，总固硫率为54%-74%。根据我国的实验，使用型煤的环境效益虽然比煤的气化、液化低，但从环境、节能、经济性方面考虑，型煤仍是减少大气污染的主要有效途径。表2-2显示了型煤的投资效益评价。[3]

表2-2 型煤的投资效益评价

4.煤的气化技术。

煤气化和脱硫净化后，得到低热值煤气，用于复合循环发电。这种系统热效较高，达42%，电作为能源更为清洁。在气化过程中，煤中的硫转化为硫化氢，含氮的化合物与氧气结合，大半转化成了氨。硫化氢比二氧化硫更易去除。

三 其他相关环境保护措施

针对地表塌陷的主要措施：恢复和治理开采塌陷区的生态环境，综合运用生态保护技术，结合煤矸石等固体废弃物的处理，对塌陷区进行充填，复垦。

针对矿井水的主要措施：积极实现矿井水的资源化利用，即可减少排污，又可节约水资源，解决水资源短缺的问题，矿井污水一般包括四种类型，即含悬浮物、高矿化度、酸性及含特殊污染物的矿井水，针对不同污染类型的矿井水，可采取不同的资源化处理方式。

针对采煤过程中产生的煤层气处理措施：在采煤之前和采煤中预先将煤层气抽取出来并加以利用，可以减少矿井瓦斯的威胁，减缓温室效应，同时获得廉价、洁净、高效的能源。煤层气的抽采实现了环境效应与经济效益和安全生产三者的有机结合。

针对煤矸石的主要处理措施：煤矸石除了可以作为回填材料外，有些煤矸石还有一定的发热量，可作为低热值燃料，还可作为水泥掺混原料，制煤矸石砖、釉面砖等建筑材料。煤矸石中的微量和常量元素也有利用价值，生产聚合氯化铝、碳化硅、石棉、分子筛。[4]

四 结语

根据煤炭需求和煤炭供应情况的预测，得到2020年环境情况的预测表，见表4-1。[5]

表4-1 环境预测结果

由表可以看出，由于煤炭消费总量的上升，温室气体的排放量将不断上升，水资源和土地资源的破坏也非常严重，因此有必要采取综合措施合理处理环境与能源的利用问题。

(1)不断优化能源结构，积极开发利用清洁能源。

(2)鼓励煤炭的清洁生产与清洁利用。

(3)积极治理相关环境问题，完善环境管理机制。

(4)多部门积极配合，完成技术改进和环境治理相关工作。

[1]郝临山.洁净煤技术[M].北京:化学工业出版社,2009.

[2]辛凡文.煤炭加工利用过程中的碳排放特点及减排途径[J].现代矿业,2009(2).

[3]庄亚辉.煤炭加工利用过程对环境的影响[J].环境科学技术,2008(1).

[4]董雪玲.煤炭开发中的环境污染及防治措施[J].煤炭科学技术,2005(5).

[5]胡予红.煤炭对环境的影响研究[J].中国能源,2004(1).

ClassNo.:X752DocumentMark：A

(责任编辑：蔡雪岚)

ImpactofCoaldevelopmentandUtilizationontheEnvironmentandCountermeasures

Luo Jiaoying

(Department of Safety and Environmental Engineering, Jixi University, Jixi, Heilongjiang 158100，China)

The paper discussed the grave impact of the coal utilization on the environment. Coal is still the main energy at this stage .in China . The utilization of coal in China is not efficient. To resolve the contradiction between the use of coal and the environment protection, the clean coal technology and other measures has been developed . Moreover , CCT and other technology can achieve the goal of the environmental and economic growth.

coal；clean coal; environment

罗娇赢，硕士，助教，鸡西大学安全与环境工程系。研究方向：环境保护。

1672-6758(2013)04-0126-2

X752

A