煤矸石污染的綜合治理
煤矸石是煤炭生產過程中的主要廢棄物,傳統的方式是直接排至地面。在造成污染后再進行治理,既沒有經濟效益,也沒有環境效益。因此在治理矸石問題上,既要采取從源頭抓起的處理方式,實施清潔生產,又要搞好綜合治理、保護環境,并最大限度地利用礦產資源,走良性發展的道路。
1 減少井下矸石產生量
矸石不出井,不但可減少矸石占地、降低運輸成本,而且可減輕對環境的污染,具有較好的經濟效益和社會效益。在巷道設計、施工工藝設計、矸石運轉和井下充填等多個環節,要充分考慮矸石的井下處理,從源頭上減少矸石的出井量,從而減少地面堆積的數量,降低地面處理的工作量。
1) 改進設計方式
隨著“高產、高效、高安全”礦井的發展建設,采掘速度加快,生產高度集中,礦井或開采層面的服務年限相應縮短,巷道支護技術在不斷提高,支護材料逐步改進,開拓巷道可采用全煤巷開拓方式,不必在巖層中開拓。國外如德國、英國近年來已逐漸向全煤巷開拓發展,一些煤礦已取消了排矸系統,我國一些小煤礦也基本無巖石巷道。
2) 巷道矸石處理
在巷道施工過程中,對于半煤巖巷可采用巷旁存矸或寬巷留矸等措施。按照巷道位置和使用條件,在滿足生產需求的前提下,以減少矸量為目的,在巷道煤體內掘出相應的矸石硐,用以存放矸石,或加大巷道斷面,形成沿巷全長的矸石墻。對于全巖巷道,由于成本較高,一般采用井下不同地點處理矸石的方式,即將矸石存放在預留的采空區或廢棄巷道內;或設專門的存放地點,即在掘進巷道附近或其它煤體內,根據所采矸石體積,在不影響采掘及巷道維護的情況下,提前采出或部分采出煤炭,形成一定空間后用以堆放矸石。
2 煤矸石自燃的防治
煤矸石自燃后,會直接向大氣排放有害氣體,是礦區環境治理的一個重要方面。
熄滅矸石自燃一般有清除燃料、降溫、隔氧等途徑,采用的方法有挖掘熄滅法、表面封閉法(覆蓋法)、噴漿法、灌注法、深部注漿、推平壓實等。各地可根據具體的特點和情況,在堅持“以防為主,標本兼治,科學治理”的原則下,因地制宜地采用治理方法。
許多資料和研究表明,圓錐的堆放方式最易自燃。煤矸石以圓錐方式堆放時,大塊矸石在底部細小矸石在頂部,自下而上形成許多空隙和曲折通道,為矸石自燃提供了氧分和水分通道,故極易引起自燃。防治的方法是,將矸石粉碎后再堆放,并加以夯實,用黃土或污泥覆蓋等方法,搞好矸石山的覆蓋。也可以采用石灰乳滅火,利用石灰中所含的CaO在遇水后生成的Ca(OH)2與煤矸石自燃產生的SO2SO3CO2等有害氣體生成不溶于水的CaSO4、CaSO3、CaCO3 等。而且在高溫下,NaOH能與矸石中的AI2O3、Fe2O3等形成的膠體狀物質同前述的鹽類形成一層教致密的隔氧層,達到滅火的目的。通過覆蓋,一方面減少矸石的透氣性供氧量),另一方面可防止煤矸石自燃后的蔓延擴大;同時又能為造林、造田、美化環境創造基礎條件。
3 矸石山綠化
矸石山經過綠化后,能防止其大范圍的燃燒,從而有效遏制對環境的污染,并能美化礦區環境。通過用黃土覆蓋等人為因素改善植物的生長環境待根據復墾場地的條件,選擇各種抗限制因子的植被,如刺槐、沙棘等植被,創造出綠色環境。由于草木的成活,涵養了水分,創造了草本植物和菌類生物的成活環境,從而形成較好的微生態環境,綠色植被抑制了揚塵,減少了淋溶水,改善了大氣環境與水環境。這些措施在許多礦區都有成熟的經驗。
4煤矸石的衛生填埋
衛生填埋是世界上最常用的固體廢料處理技術,它是在科學選址的基礎上采用必要的場地防護手合理填埋結構以最大程度地減緩和消除固體廢料對環境的污染。經過對煤矸石的衛生填埋,能有效地控制淋溶水的擴散,減小對地下水的污染。而且在其頂部防滲層可植樹種草,進行土地復墾,恢復生態環境。

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