目前, 煤炭能源在我国仍然占有较大的比重, 作为一个煤炭生产和消费占比都较高的国家,煤炭生产和清洗过程中产生的大量煤矸石废渣的处置和利用问题逐渐受到社会的关注。我国对于煤矸石综合利用的研究起步相对来说比较晚,而且目前利用方式比较单一, 所产生的产品附加值也比较低。目前,我国煤矸石的堆积量仍十分庞大, 大量的土地资源由于煤矸石堆积而被浪费, 煤矸石长期堆放被风化后还会释放有毒气体及有毒物质, 严重威胁着人们的身体健康。煤矸石综合利用率低,每年排放量居高不下,因此加强煤矸石资源化利用研究刻不容缓。
煤矸石综合利用方式包括井下充填、发电、生产建筑材料、回收矿产品、制取化工产品等 。本文针对煤矸石的情况,对煤矸石的利用现状进行分析,并提出适合大量煤矸石处置的建议。
煤矸石是在煤矿开采及洗选过程出现的,由于富含碱土、金属以及大量的碳、氧、氮、铝、硫、钾、硅等多种化学元素,还包含有大量的有机成分,因此,煤矸石具有淋溶、自燃及稳定性差等特点,对环境产生了严重的危害。
(1)煤矸石自燃产生的危害
目前,煤矸石最常用的方法是露天进行存放,在存放的过程中,由于煤矸石内部的热量会随着时间的推移不断集聚,在达到一定程度后发生自燃现象。自燃后大量的有毒有害气体随着燃烧出现,向空气中排放,严重污染矿区的环境,同时大量的有毒有害气体还会对周边的环境造成不利影响。
(2)破坏自然景观和危害生态环境
目前煤矿排放的矸石大多都是露天堆存,或多或少的侵占了耕地,这种现象在平原地区变得尤为明显,并且还在不断增长。露天堆存的煤矸石会严重破坏或埋压原有的地貌及植被,而且煤矸石在排出过程中产生的粉尘以及自燃产生的有害物质都会对周边动植物的生存产生影响,主要表现在矿区植被覆盖率下降、植物种类锐减、植物生长减缓、病虫害增多等,对矿区的生态环境和人类的生存环境都产生了严重的危害。
(3)淋溶水污染
为防止煤矸石的自燃,一般矿井会通过向煤矸石喷淋的方式进行降温,煤矸石在喷淋水和降水的影响下,矸石内部的有害物质会溶解到水体中和土壤中,造成水资源和土地资源的污染。尤其是具有强酸性的淋溶水进入水环境时,会对水环境中的微生物产生很强的冲击力,从而会大大抑制或消灭水中微生物的生长繁衍,降低水体自净能力。煤矸石中还含有少量的重金属元素,如铅、铬、汞等,这些重金属元素都为有毒元素,渗入土壤或进入水体后,会对水环境或土壤环境产生严重影响,并会通过食物链进一步危害到人体的健康。
(4)其他危害
煤矸石在堆放时的堆放角度在38°~40°最宜,若矸石山的坡角过大、堆放过高或者受到人为因素的影响,在爆炸冲击或暴雨侵蚀时,极易产生滑坡、坍塌或者泥石流等灾害。而对处于自燃状态的矸石山,淋溶水渗入后受热急剧膨胀,会引起爆炸,严重危及到周边居民的安全 。
(1)煤矸石综合利用相关法规政策的不完善
政府的支持是有效解决利用煤矸石的重要举措,但是尽管目前国家出台了一系列有关煤矸石利用的法律法规,但在执行过程中,还存在政策落实不到位、执行困难的情况。尤其是在煤矸石的综合治理和奖惩激励措施还不完善的情况下,煤矸石的利用过程显得困难重重。
(2)煤矸石综合利用技术较为落后
目前, 国内发展煤矸石综合利用的企业规模相对来说都比较小, 在技术研发和技术设备上都存在诸多不足, 开展相关技术研究工作进展比较慢, 成效也并不理想。国外有关煤矸石综合利用的先进技术, 直接引用也并不完全适用, 存在诸多缺陷, 因此我国煤矸石综合利用技术水平明显落后于国际先进水平。
(3)煤矸石综合利用缺乏资金保障, 区域之间发展水平差异明显
煤矸石的综合利用以及相关新技术的研发都必须有充足资金的支持, 煤矸石综合利用整个研发和利用过程周期比较长, 产生效益的周期也比较长, 虽然现在有关于煤矸石综合利用的贷款项目, 但是申请成功率不高。由于各地区重视程度及资源程度的不同, 我国不同地区之间对于煤矸石的利用率差异比较大。