煤矸石污染的綜合治理
煤矸石是煤炭生產(chǎn)過程中的主要廢棄物,傳統(tǒng)的方式是直接排至地面。在造成污染后再進(jìn)行治理,既沒有經(jīng)濟(jì)效益,也沒有環(huán)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(shí)施清潔生產(chǎn),又要搞好綜合治理、保護(hù)環(huán)境,并最大限度地利用礦產(chǎn)資源,走良性發(fā)展的道路。
1 減少井下矸石產(chǎn)生量
矸石不出井,不但可減少矸石占地、降低運(yùn)輸成本,而且可減輕對環(huán)境的污染,具有較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。在巷道設(shè)計(jì)、施工工藝設(shè)計(jì)、矸石運(yùn)轉(zhuǎn)和井下充填等多個(gè)環(huán)節(jié),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(shù)量,降低地面處理的工作量。
1) 改進(jìn)設(shè)計(jì)方式
隨著“高產(chǎn)、高效、高安全”礦井的發(fā)展建設(shè),采掘速度加快,生產(chǎn)高度集中,礦井或開采層面的服務(wù)年限相應(yīng)縮短,巷道支護(hù)技術(shù)在不斷提高,支護(hù)材料逐步改進(jìn),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(fā)展,一些煤礦已取消了排矸系統(tǒng),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?qū)捪锪繇返却胧。按照巷道位置和使用條件,在滿足生產(chǎn)需求的前提下,以減少矸量為目的,在巷道煤體內(nèi)掘出相應(yīng)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(diǎn)處理矸石的方式,即將矸石存放在預(yù)留的采空區(qū)或廢棄巷道內(nèi);或設(shè)專門的存放地點(diǎn),即在掘進(jìn)巷道附近或其它煤體內(nèi),根據(jù)所采矸石體積,在不影響采掘及巷道維護(hù)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(huì)直接向大氣排放有害氣體,是礦區(qū)環(huán)境治理的一個(gè)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(shí)等。各地可根據(jù)具體的特點(diǎn)和情況,在堅(jiān)持“以防為主,標(biāo)本兼治,科學(xué)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(shí),大塊矸石在底部細(xì)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(shí),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(chǎn)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(zhì)同前述的鹽類形成一層教致密的隔氧層,達(dá)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(kuò)大;同時(shí)又能為造林、造田、美化環(huán)境創(chuàng)造基礎(chǔ)條件。
3 矸石山綠化
矸石山經(jīng)過綠化后,能防止其大范圍的燃燒,從而有效遏制對環(huán)境的污染,并能美化礦區(qū)環(huán)境。通過用黃土覆蓋等人為因素改善植物的生長環(huán)境待根據(jù)復(fù)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(chuàng)造出綠色環(huán)境。由于草木的成活,涵養(yǎng)了水分,創(chuàng)造了草本植物和菌類生物的成活環(huán)境,從而形成較好的微生態(tài)環(huán)境,綠色植被抑制了揚(yáng)塵,減少了淋溶水,改善了大氣環(huán)境與水環(huán)境。這些措施在許多礦區(qū)都有成熟的經(jīng)驗(yàn)。
4煤矸石的衛(wèi)生填埋
衛(wèi)生填埋是世界上最常用的固體廢料處理技術(shù),它是在科學(xué)選址的基礎(chǔ)上采用必要的場地防護(hù)手合理填埋結(jié)構(gòu)以最大程度地減緩和消除固體廢料對環(huán)境的污染。經(jīng)過對煤矸石的衛(wèi)生填埋,能有效地控制淋溶水的擴(kuò)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(jìn)行土地復(fù)墾,恢復(fù)生態(tài)環(huán)境。
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