如何打破煤矸石传统治理困局

来源:中国能源网 2022-05-06 16:40 浏览量:368

4月22日,自然资源部完成《矿山生态修复技术规范第1部分:通则》等6项推荐性行业标准的公示工作。记者注意到,在煤炭矿山部分,煤矸石堆放与处置利用被列为主要问题之一,要求掌握排放总量与处置措施、综合利用等情况,以及排矸场堆放数量和高度、压占土地面积,堆体工程稳定性,煤矸石自燃等污染与治理,生态重建等情况。

煤矸石是煤矿在开拓掘进、采煤和煤炭洗选等生产过程中排出的含碳岩石,也是我国目前存放量最大的工业固废之一。实现煤矸石零排放,已成为国家级绿色矿山的硬指标。而据记者了解,由于历史欠账多、新增产量大,处置难题让不少矿区感到头疼。采取传统堆存、填埋方式,不仅压占土地,还易造成土壤及水体污染、自燃危害等多重后果。怎么办?拓展科学且经济的综合利用途径迫在眉睫。

处置不当问题多,用好则是“宝”

“以煤矸石为代表的工业固废处置,是事关矿区全产业链绿色发展的关键一环。”在中国煤炭学会土地复垦与生态修复专业委员会副主任李树志看来,煤矸石处置不当带来问题重重,用好则是“宝”。“比如,含煤量较多的选煤厂矸石多用于发电,含煤量较少的掘进矸、堆积自燃后的矸石可用于筑路、井下充填和土地复垦回填。此外,煤矸石还有制砖、生产水泥、制备陶瓷等用途。”

对此,部分矿井已有成功案例。在山东能源枣矿集团岱庄煤业公司,煤矸石被作为主要充填骨料,资源化用于绿色充填开采。从2020年9月试生产以来,该矿到3月底累计消化矸石量9.57万吨。“我们已有30多年开采历史,有效可采储量越来越少。选择充填开采,起初是想解决保接续、延年限的难题,在此过程中,煤矸石存量压力得以缓解,可谓一举多得。”岱煤公司采煤专业主任师赵显江告诉记者,堆积或填埋看似简便、成本最低,实际得不偿失,“传统方式非但不产生效益,还导致地面土壤、含水层遭到破坏,后期修复投入巨大,而且不一定能恢复原貌。”

除了“后处理”,“边采边治”的模式也在推行。陕煤集团西安重装陕西中环公司董事长姚卫平介绍,该公司在黄陵矿业二号煤矿建成了国内首个浆体充填项目,充填与采煤作业相互平行、互不干扰、随采随充。“简单来说就是将矸石制成一种浆体,再进行原位充填,在采煤过程中同步把煤矸石处理了。由此,对采煤造成的地表沉陷起到控制作用,矸石不堆积也不会污染地面环境。同样的思路也可处理井上洗煤厂产生的矸石,做到不出矿、零排放。黄陵项目分为两期,全部完成后,可覆盖全矿所有煤矸石。”

综合利用远赶不上矸石产生的速度

处置思路打通了,做起来却不容易。李树志表示,当前矸石年产量约占原煤产量的10%-15%。值得注意的是,据记者了解,目前在不少矿井,综合利用远赶不上矸石产生的速度。以陕西某煤炭主产地为例,煤矸石及粉煤灰等工业固废综合治理形势严峻,在产废端占比逾65%,在利废端未实现综合利用的比例高达 73.5%。

“杯水车薪。”陕北某矿人士向记者直言,其所在煤矿选取了煤矸石制砖的方式。“使用粘土制砖既要取土、也要用煤,煤矸石制砖不存在这些环节,矸石本身含有一定发热量,放进砖窑就能内燃,不但具备环保、成本等优势,做出来的空心砖耐压耐腐蚀、透水透气性强。但每年产出矸石太多了,制砖只能解决百分之一二十的量,其余仍没有好办法解决。”

从多家煤矿了解到,使用煤矸石制备建筑材料,技术层面不存在大的障碍,市场是共性制约。“本地销量有限,制出的砖要卖到外地。不超过100公里尚有微利,再远成本划不来,加上运费到外地竞争力全无。”上述人士称。

赵显江也称,综合利用是值得鼓励的方式,但目前还面临成本压力。“我们属于老矿,矸石产量不算大,在现行煤价下尚可。对于大型矿井而言,实现生态与经济效益双收仍是难题,如何实现快速、高效利用是关键。”

李树志表示,煤矸石利用率总体呈现“东部高、西部低”,但随着中东部地区矸石排放量下降等原因,煤矸石砖厂越关越少,几年前基本每个东部矿区都有的充填开采也在减少。“综合利用的问题和难点主要在西部。西部矿区产废量大,固废利用难度也大,加上生态脆弱、环境容量低,对固废处置和利用的要求和成本相应更高,多因素造成利用量小。”

以大宗利用为主要方向

针对处置出现的纰漏,监管绝不手软。在福建龙岩,原来相对集中堆放煤矸石的矸石山被肆意开挖、四处转运、分散加工,大面积占用土地资源、破坏山林;山西焦煤集团斜沟煤矿擅自变更建设内容,取消了环评要求建设的煤矸石砖厂等综合利用建设内容,将产生的所有煤矸石一埋了之……记者梳理近两年的中央、省级环保督察发现,类似案例不在少数。

“国家已明确禁止新建煤矿及选煤厂建设永久性煤矸石堆场,确需建设临时堆场,原则上占地规模按不超过3年储矸量设计,而且应有后续综合利用方案。”李树志也称,基于绿色发展要求,从国家到地方的要求均在趋严。

如何科学处置?李树志认为,煤矸石在传统建筑材料利用方面,继续提高综合利用率的难度越来越大,甚至可能逐渐下降。其主要方向应是大宗利用,重点在矿井充填、生态治理、土壤改良、工程建设等方面。“比如,煤矸石农业土壤改良和回填采煤塌陷区复垦成本较低,土壤改良煤矸石添加比例可达30%,处置利用量大。利用煤矸石进行路基、建筑地基、建设场地等回填既可满足工程要求,也能消耗大量的煤矸石,使其变废为宝。”

姚卫平透露,陕西中环攻克了矸石的干选、破碎、搅拌、泵送等一系列技术难题,实现浆体、膏体和固体三种方式的绿色环保充填。矸石处置成本可控制在50元/吨以内,均摊到吨煤成本在5元-6元。“根据不同的采矿地质条件、采掘关系和煤矿需求,井下可利用的充填空间不同,实施难度也有差异。当前主要是解决充填成本分摊,煤矸石综合利用的难题便可迎刃而解,建议在政策层面予以一定支持,调动煤矿开展井下充填的积极性。”


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