煤矸石综合利用与矿山生态修复的战略思考

1.研究亮点

?基于煤矸石的来源、分类和理化性质，分析我国煤矸石的排放现状和综合利用现状。

?研究煤矸石在矿山生态修复领域中的技术应用及发展现状，并进行案例分析和成本分析。

?分析当前我国煤矸石综合利用存在的问题，提出煤矸石多层次综合开发利用的全产业链模式，为我国煤矸石产业未来发展提供借鉴。

2.研究背景

煤炭是世界上重要的化石能源，在我国能源结构中占主导地位。煤基固体废物是煤炭资源在开采、加工、燃烧、转化等过程中产生的附属产物，主要包括煤矸石、粉煤灰、锅炉渣、脱硫石膏、煤气化灰渣和煤液化残渣等。其中煤矸石年产生量达7.43×10⁸t、粉煤灰年排放量达5.80×10⁸t，两种固体废物产生量占煤基固废总产生量的85%以上。煤矸石堆置占用大量土地，造成土地资源浪费，使得矿区的地质结构遭到破坏，极易引起地表塌陷、裂缝、下沉等地质灾害问题。严重时会造成矿区生态环境失衡，增加矿区生态修复的难度。

3.研究方法

?通过对国内相关统计数据和文献的查阅，统计近十年来我国煤炭生产及消费状况，分析煤矸石的来源、分类和理化性质等，分析我国煤矸石的综合利用现状和存在的问题。

?通过资料整理收集，重点分析煤矸石在矿山生态修复中的利用途径和关键技术。

4.主要研究成果

?根据煤矸石的来源、性状、化学成分、矿物成分及其理化特性，可对煤矸石的类型进行划分。

?分析近三十年来我国煤矸石产生量及综合利用状况，并根据煤矸石的理化性质，提炼出煤矸石的综合利用途径，主要包括生态修复技术、煤矸石发电、建筑材料、化工产品、有价元素提取等。

?分析矿区煤矸石生态修复技术，主要包括充填开采、塌陷区回填、土地复垦修复、地面筑基等技术。同时探讨了我国煤矸石综合利用存在的问题。提出将“充填开采、塌陷区回填、土地复垦修复、地面筑基”的生态修复途径和“煤矸石发电、建筑材料、化工产品、有价元素提取”等资源化利用途径相结合的发展方向。

5.与展望

?我国煤矸石堆存量巨大，虽然综合利用途径较多，但由于处置技术水平限制，资源化利用率偏低，应加强对煤矸石资源化利用技术的研究。

?我国煤矸石空间分布不均衡且成分差异较大。可根据区域特点，对当地煤矸石的理化特性进行全面分析，建立起我国煤矸石的分布规律与理化特性之间的关系，深化研究不同类型的煤矸石综合利用模式，为不同地区煤矸石综合利用模式选择提供理论依据。

?充填开采技术研究日益成熟，但实际利用率低。加强充填开采技术水平研究的同时，致力于解决填充材料、成本、效率的难题，同时政府应在政策、税收、专项资金等方面对矿山企业给予更多支持，为充填开采技术的研究与推广提供基础。

?加强煤矸石生态修复技术与资源化利用技术的有机结合，形成多层次综合开发利用全产业链模式。在煤炭行业推广煤矸石井下原位充填技术，切实从源头实现煤矸石减量化，争取做到煤矸石不出井；同时建立“梯级回收+资源化利用”体系，对于高价值的煤矸石类型，推动化工领域应用和有价组分提取。对于未能资源化利用的煤矸石，实行土地复垦、塌陷区回填进行生态修复与封存保护，就地消纳。实现煤矸石分类管理、源头减量、资源化利用、生态修复相结合的综合处置，提高综合利用水平。