南桐煤矿环境保护和循环经济工作的探索与实践

姚光华，涂昌鹏，徐 升

(1.外生成矿与矿山环境重庆市重点实验室，重庆地质矿产研究院，重庆 400042；2.煤炭资源与安全开采国家重点实验室重庆研究中心，重庆 400042)

我国矿产资源开发取得了巨大的成就，对推动国民经济的发展起到了重要支撑作用。但资源的开发对生态环境也带来了严重的破坏，包括矿山尾矿与固体废料排放；矿区废水、废气和固体废料对环境的污染；矿山生产对植被、土地、水生态的破坏；矿山生产诱发各类次生地质灾害[1]。由于不断改变和破坏矿区周围的自然环境，广泛、直接地影响生态系统平衡，影响和制约矿业经济的可持续发展[2]。2009年，国土资源部发布了《全国矿产资源规划(2008～2015年)》，提出了发展绿色矿业的明确要求，其中大力强调了矿山环境保护和发展循环经济、变废为宝的绿色矿山建设目标。2010年，国土资源部发布了《国土资源部关于贯彻落实全国矿产资源规划发展绿色矿业建设绿色矿山工作的指导意见》，就发展绿色矿业、建设绿色矿山提出了指导意见，并再次强调了矿山环境保护工作和发展循环经济的重要性。

1 矿山概况

重庆市南桐矿业公司是重庆市焦煤、动力煤及洁净煤生产基地，位于重庆市万盛区，距重庆市市区154km。矿业公司下辖有一个煤矸石资源综合利用电厂、两个洗选厂、两个水泥厂。

南桐煤矿为南桐矿业公司下属矿井，始建于1938年，2007年重庆市政府实施煤矿整合，规划生产能力为120万t/a，目前正在实施120万t的技改扩能工作。矿山为地下开采，矿井设计采用竖井-暗斜井开拓，走向长壁采煤法，现采用高档普采、综合机械化采煤法及放炮落煤相结合。采区巷道采用机车运输，竖井、暗斜井采用提升绞车和皮带运输,采用对角分区式机械抽出通风方式，单体液压支柱或柔性掩护支架支护顶板，全部垮落法管理采空区。

2 南桐煤矿环境保护工作

2.1 矿井水处理

2.1.1 矿井水主要问题

2007年以前，南桐煤矿一号和三号井矿井水总计平均涌水量为730m3/h，矿井水质色黑、高浊度。主要含有以煤粉、岩屑为主的悬浮物，同时还含有水量油类等有机物质，水质基本属含悬浮物(煤粉为主)的矿井水。矿井水未经过处理直接排放，会对周围环境造成一定的污染，严重影响当地人民的生活和生产用水。

2.1.2 矿井水处理流程

矿井水由井下泵输送至地面排水沟(二条)后，自流入预沉调节吸水池，经水质、水量调节，部分煤泥和泥沙沉淀后，由泵式吸泥机排至煤泥浓缩池；预沉调节池上清水经由提升泵提升进入水力循环澄清池，提升泵前加入经流量计计量后的混凝剂PAC，泵后用加药泵经流量计计量后加入PAM，经混凝反应，沉淀澄清后出水自流入重力式无阀滤池过滤，过滤后出水浊度达到3～5度，滤后出水自流入清水池，生产回用或达标排放。

预沉调节池沉淀煤泥由泵式吸泥机排至煤泥浓缩池，澄清池泥斗煤泥定期排至煤泥浓缩池，煤泥经浓缩后由污泥泵提升去板框压滤机进行压滤干化处理。干化后煤泥利用，滤后水返回调节池。

图1 矿井水净化处理工艺流程图

南桐煤矿矿井水处理系统，其设计净化处理水量:17520m3/d，矿井水净化处理工程吨水处理成本为0.17元，工程于2008年7月中旬开工建设，2009年4月投入使用。本着进一步节约和保护水资源，减少污染物排放的原则，矿业公司对新建水处理系统的处理废水进行综合利用，绝大部分回用作为周边单位的生产用水和环卫、绿化用水，其余外排水均达到《污水综合排放标准》(GB8978-1996)的一级排放标准。

2.2 矿山土地复垦

南桐煤矿坚持“边开采、边复垦”，土地复垦技术先进，资金到位，对矿山压占、损毁而可复垦的土地，应得到全面复垦利用。因地制宜，尽可能优先复垦为耕地或农用地。

南桐煤矿矿区现有耕地面积11.26km2,林地0.26 km2,草地1.28km2,工况仓储用地0.63 km2,住宅用地0.61 km2,交通运输用地0.27 km2,水域及水利设施用地0.27 km2,裸地0.16 km2。该矿被国务院列为第二批资源枯竭城市之一的重庆市万盛区南桐镇煤矿采空区，经过整治，荒废的土地披上了绿装。现6100亩速生桉和1.7万亩花椒长势良好。

2.3 矸石山治理

南桐煤矿矸石山堆填多年，堆放量已达750×104m3，通过多次治理，经南桐煤矿设置观测站长期观测，现状基本稳定。并且为矸石山进行了绿化，黑山变绿山。由于矿山资源量尚丰富，服务年限至少20年，预计还将产生矸石440×104m3。现有矸石山堆积容量有限，若超过堆积容量，在暴雨等不利因素下，矸石山仍将有可能发生滑动失稳。一旦矸石山产生失稳，可能对前缘居民的生命财产造成损失，损失大，危险性大。所以，该矿已经积极启动了新的矸石山选址，可行性研究现已经进入设计阶段。根据南桐煤矿120万t/a技改扩能设计，南桐煤矿拟选用新的堆矸场。新的堆矸场位于原矸石山以南500m左右的一个沟槽内，征地约360亩，计划两年以后投入使用。堆矸场修建竣工后，能解决矿山今后堆矸问题。

3 循环经济模式

循环经济也称资源循环经济，是将生产所需的资源通过回收、再生等方法，再次获得使用价值，实现循环利用，减少废弃物排放[3]。

南桐矿业公司有自备电厂一座、特种水泥厂一座、洗煤厂两座。南桐电厂为南桐矿业公司自备电厂，规模为2×5万kW，主要利用煤矸石发电。利用煤矸石最高灰份在60%以内，南桐矿业公司主要为薄煤层和中厚煤层，掘进煤种含大量矸石，同时洗选后的尾矸都能得到综合利用。

南桐特种水泥公司是专门生产42.5、52.5高标号水泥的水泥厂，原生产能力为30万t/a，2010年8月已完成220万t/a的技术改造，每年需要灰岩矿120t以上，南桐矿业公司各矿开拓系统均布置在煤系底板茅口灰岩中，掘进矸石全部用于特种水泥公司。南桐矿业公司有南桐选煤层和干坝子选煤厂，其中南桐洗煤厂生产能力为120万t，干坝子洗煤城生产能力为90万t。南桐矿业公司煤层普片含无机硫成分较高，经洗选后能获得硫精砂矿20万t，可销往就近的南川区磷肥厂作原料。

南桐煤矿为煤与瓦斯突出矿井，煤层瓦斯含量高，相对瓦斯含量一般为18～38m3/t,绝对瓦斯含量在11%～22%。只有采取抽采达标后才能开采，南桐煤矿将瓦斯抽出部分用于民用，达到了煤层气利用的效果。

4 结论

1)针对矿山开发过程中面临的重大环境保护问题和开展循环经济的问题，国土资源部连续下发了相关文件，提出了开展绿色矿山建设的要求。南桐煤矿根据自身实际情况，针对矿井水处理、土地复垦、矸石山处理等问题，通过具体的手段使污水变清水、荒地变良田、黑山变绿山，极大地保护了当地的环境，也为国家绿色矿山建设起到了一定的积极和示范作用。

2)南桐矿业公司通过自建电厂、特种水泥厂、洗煤厂等设施，对南桐煤矿开采过程中产生的尾矿、煤矸石、掘进矸石加以循环利用，其生产的产品既可以自我体系内消，也可以进行对外部输送，形成了资源回收利用和循环经济体系，极大的节约了资源，保护环境。

[1] 张应红，文志岳.矿山环境综合治理政策研究[J].中国矿业，2002, 11(6): 57-60.

[2] 石发恩,陶知翔,胡俊.矿山环境保护与污染防治对策[J].矿产环境保护与利用，2007,5(10):43-46.

[3] 徐晖,张锦瑞.用循环经济模式进行矿山尾矿综合利用研究[J].中国矿业，2004，13(11)：85-88.