贵州渝能公司吉源煤矿 贵州 遵义 563200
摘要：煤矿开采及加工利用过程中产生的煤矸石，通常被作为废渣堆放于矿山附近，给周边土壤、大气、水体及人体安全等环境带来了较大污染和危害。本文通过对煤矸石来源、化学组成、环境污染分析，提出了煤矸石综合利用的方向和途径。
关键词：矿山；煤矸石；综合加工利用
1.煤矸石来源与组成
煤矸石主要主要赋存煤系地层的沉积岩层中，是煤矿在建井、开采及煤炭洗选过程中产生的废渣。主要包含岩巷矸、煤巷矸、夹矸及洗选矸等。煤矸石化学组成相对较复杂，主要成分由SiO2与Al2O3组成，同时还含有Fe2O3、CaO、Mg、K等其它少量化学成分。
2.煤矸石的危害
煤炭在我国当前可利用能源中占其重要地位，而随着煤炭的不断开采，作为煤炭开采过程中的固体废弃物煤矸石也与日俱增。由于煤矸石化学组成特性，通常露天堆放于矿井工业广场附近，如农田、山沟、坡地等处。给周边土壤、大气、水体及人体安全等环境带来了较大污染和危害。
2.1对周边土壤带来的危害
煤矸石中除含有大量SiO2、Al2O3、铁、锰等常量元素外，还含有一定量铅、锡、汞、砷、铬等有毒重金属元素，当露天堆放的煤矸石经雨水淋湿后，形成酸性水流入土壤，对农作物生长带来较大影响，对土壤组分带来较大改变，影响壤体质量；同时煤矸石露天堆放，易在暴雨季节形成滑坡、泥石流，给周边土壤及村民带来较大安全危害。
2.2对周边大气带来的影响
由于煤矸石在加压吸热和通风条件下易发生自燃现象，其自然过程中产生的SO2、CO2、CO及H2S等有害气体，对周边大气环境将带来较大危害；同时由于煤矸石长期暴露于大气中易发生风化现象形成粉尘颗粒，悬浮于空气中，破坏大气的温室效应，使周边气候发生异常。
2.3对周边水体带来的危害
由于煤矸石长期暴露于大气中，易风华形成细小颗粒，经雨水淋溶后，其煤矸石中的有害成分进入地下水体中，对周边地表水及地下水形成污染。而被长期污染过的水体会形成酸化环境，易导致水生生物死亡，人类饮用后，将对人体健康带来极大危害。
2.4对人体安全的危害
由于煤矸石长期暴露空气中，易发生风化及自燃现象，将会释放出大量热能，如未能及时疏散，将会导致矸石山爆炸，给周边居住人们带来较大生命安全危险；同时由煤矸石山易发生滑坡、泥石流等现象，对周边居民将带来致命威胁。
3.煤矸石综合加工利用
由于煤炭开采、加工利用过程中所产生的煤矸石自身化学组分和长期露天堆放的特殊性对周边土壤、大气、水体及人体安全等都将带来较大危害和影响，这就需要我们加大对煤矸石的综合利用，变废为宝，很好控制和根本解决其带来的危害和影响。
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3.1用于公路建设，充填路基
煤矸石来源主要为煤矿开采及加工利用过程中形成，而煤矿一般位于山区，道路崎岖不平，车辆、人等行走非常困难。因煤矸石主要为SiO2、Al2O3及C组成，密度较大，质地较为坚硬，在密封环境下，较难碎裂的特性，可将煤矸石用于山区公路建设中充填路基。既解决了煤矿地区公路征地取土困难的问题，又消耗了周边存放的煤矸石，降低了公路建设费用，释放了煤矸石占用的土地，缓解了煤矸石堆积产生的环境污染，极大降低了因煤矸石山在地面堆积坍塌或自燃等事故隐患。
3.2制造铝盐、硅系列产品
由于煤矸石主要由SiO2、Al2O3及SO3组成，可利用化学组分特点生产Al2（SO4）3；同时由于煤矸石中含有50％以上的SiO2，可利用其中的硅元素，制造硅系列产品，变废旧为宝，提高煤矸石价值，减少环境污染。
3.3制备莫来石
煤矸石的碳和有机质在烧成过程中除节约热量外，还会留下微孔，提高隔热效果，因此可利用其特性，制备目前被广泛应用于陶瓷、玻璃、燃气、冶金等工业上的莫来石耐火材料。
3.4制备造纸、涂料
煤矸石经过煅烧、超细磨处理后可得到煅烧高岭土，而经过煅烧后的高龄土可广泛应用于涂料、造纸、陶瓷、医药和橡胶工业，在当前市场上有着较大需求量，其市场前景看好，因此通过对煤矸石煅烧，可为造纸、涂料等工业提供高龄土原材料。
3.5制造农用肥料
由于煤矸石中含有植物生长所需的B、Zn、Cu、Co、Mn等微量元素，可与磷矿粉，外加一定添加剂制造促进作物生长的煤矸石微生物肥料，从而既可减少煤矸石占地，又可就地取材生产农村耕地所需微生物肥料。
3.6制造矸石砖
煤矸石所含矿物主要为高龄土类，SiO2、Al2O3等含量约为70-95%左右，其中碳质页岩、泥质页岩、砂质页岩含量较高，与粘土中相同矿物质组分相似，因此可以替代粘土制造矸石砖。这样既可以减少矸石占地，又可减少因烧制粘土砖对土地资源的破坏影响。
3.7用于发电辅料
由于煤矸石发热量一般为10MJ/Kg左右，而循环流化床锅炉燃料要求发热量一般为7.5-12MJ/Kg，因此可将煤矸石进行简单分选，将其发热量高于7.5MJ/Kg煤矸石直接用于循环流化床锅炉燃料；而低于7.5MJ/Kg煤矸石由于自身有着一定发热量，可掺混于洗选生产中发热量较高的煤泥、洗中煤产品中供电厂发电所用。
3.8用于其它行业材料
根据煤矸石特性，还可将煤矸石用于制造水泥原材料、砖窑厂燃烧配料等。
4.结语
通过对煤矸石化学组分分析，利用其化学组分特性和物理特性，对其综合加工利用，将原本为煤矿开采加工过程产生的废弃物煤矸石变为了对社会、对类有价值的产品。从而既减少了煤矸石堆放占地，降低了煤矸石露天堆放中对土壤、大气、水体及人体环境的危害和影响，又提升了煤矸石附加值，为煤矿开采加工降低了成本，提高了效益，很好地促进了煤炭工业的良性发展。
参考文献：
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论文作者:李权洪
论文发表刊物:《防护工程》2017年第20期
论文发表时间:2017/12/18
标签：煤矸石论文; 水体论文; 组分论文; 土壤论文; 较大论文; 大气论文; 煤矿论文; 《防护工程》2017年第20期论文;