煤矸石堆储探讨

苟广宁 姚清宝

摘要：采矿业在我国的国民经济中一直处于重要的位置，然而随着社会的发展，人们不再只看到采矿带来的经济效益，生态环境也日益受到关注，因此如何合理处理煤炭的伴生产物矸石成为首要问题。本文将探讨其治理。

关键词：煤矸石；防渗；防尘；复垦；废弃地

引言

煤炭作为一次性能源，而当前新的可替代能源尚未出现，所以煤炭在今后的一段时间内还是占一定比例，其地位不会发生质的变化。随著社会的发展，煤矿开发规模的扩大，煤矿对生态环境的影响日趋严重，尤其是煤矸石的堆放对环境的影响也越发严重。

1、煤矸石治理的目的

煤矸石多堆储于井口附近，邻近居民区，且占地较大，煤矸石在受到长时间的日晒雨淋后，将会分化粉碎，从而很容易产生扬尘，在风蚀的作用下，将会恶化大气质量。此外煤矸石还存在自燃，并释放出CO、SO2、H2S等有害气体，这些有害气体，在经过雨水淋蚀后，产生酸性水，污染周边的土壤和水体，不仅降低周围环境的空气质量，影响周边居民的身体健康，还常常影响周边的生态环境，导致树木生长缓慢、病虫害增多，农作物减产。当矸石不合理堆放还可能发生边坡失稳，从而造成崩塌、滑移，尤其是在连阴雨或暴雨季节，这种现象尤为常见，易发生泥石流，从而殃及农田、河流及人员安全给周边居民的生产和生活带来严重威胁。

煤矸石治理的最终目标是建立安全、稳定、合理、高效的生态系统，避免其对周边环境的破坏与污染，使利用效率低的荒沟或山坡地在经过治理后提高土地利用率，造福人民。

2、煤矸石堆场常遇到的几种形式及设计特点

矸石场可分为山谷矸场和平原矸石场；

山谷矸石场：占用农田较少，而且能够获得较大的容积，然而山谷矸石场地形具有沟短、叉多、坡陡的特点，往往山洪历时短、流量大，因此必须重视洪水的问题，对洪水应采取妥善措施，以确保矸石场的安全运行。

平原矸石场：平原矸石场由于不受洪水影响，因而其坝体一般仅考虑场内雨水的影响，防止外溢污染环境。

3、煤矸石场堆储的方式

山谷矸石场通应视沟谷的地形条件、周围环境、洪水情况及矸场与煤矿的位置关系确定，采用自上而下或自下而上的堆储方式二者各有利弊，条件不同采取的方式也不同。

平原矸石场一般依据矸场场址，在考虑到排水、绿化、前期堆储和后期维护治理后，修筑环形拦矸坝，其功能一是防止矸场范围内雨水外漫污染环境，二是防止场外水体进入矸场内，影响矸场的运行管理。

4、拦矸坝

无论是山谷还是平原矸石场，为便于矸场运行，均需要修建拦矸坝。其功能一是可防止运行期间雨水、洪水夹带细小矸石四处蔓延，污染环境；二是增加矸石场永久边坡的稳定。

拦矸坝坝体结构宜采用砂砾土、碎石土等透水性材料填筑，压实度不下于93%。

5、煤矸石场的排水

对于山谷矸石场为防止场地上游区域沟谷在暴雨期间形成的洪水，通常采用排水沟、预埋排水涵洞并配合导流设施直接进行排泄；对正在填埋的区域所产生的地面径流，设计按照分区采用竖井系统及时排泄。同时要求矸石采用分层碾压填筑，表面平整密实并保持3%的排水坡度，尽量减少雨水的冲刷和渗透；对填埋场周边山坡在大气降水中形成的径流，采取修筑截水沟、排水沟系统进行截流、疏导并及时引流到堆储场以外排放。以避免大气降水引起的环境污染事故，并减少因降水而致渗淋液增量，防止雨季期间暴雨洪水对灰渣场正常使用所带来不利影响。

6、煤矸石场的防渗

根据《固体废物 浸出毒性浸出方法》GB5086规定，需对将堆储的矸石按照规定方法进行浸出实验而获得的浸出液中，任何一种污染物的浓度均为超过GB8978最高允許排放浓度，且PH值在6至9 范围之内的一般工业固体废物，为第Ⅰ类，反之为Ⅱ类。

因此针对超过规定的矸石堆储场地及矸石所能接触的坡面进行防渗处理，当天然基础层的渗透系数大于1.0×10-7cm/s时。因采取天然或人工材料构筑防渗层，防渗层的厚度相当于渗透系数1.0×10-7cm/s和厚度1.5m的粘土的防渗能力。

现通常采用土工膜进行矸场的防渗处理，当场地底部整平压实后，去除有尖锐棱角的石块及杂物，摊铺30cm厚黄土压密，铺膜时不要拉得太紧，要留有变形余地，宜取不小于1%的松动率；铺膜时应严禁施工人员穿带钉的鞋作业，进入作业区的人员严禁携带火种。接缝采用胶粘结或热熔结无缝焊接方式，以保证接缝处的强度和防渗性能不低于母材。

铺好土工膜后，应及时按要求保护，不宜暴晒，避免破坏。进入车辆严禁紧急刹车和急转弯。

7、固废渗淋液处置

堆储场中的渗淋液，通过设置在防渗层上、人工分层堆矸体下部的渗淋液收集管道系统，安全引流到矸场下游坝体的渗淋液收集池中。渗淋液引出总管在库区防渗层外一律采用密封管道，防止渗淋液泄露污染。依据实际渗流量，定期抽取，由专用车运送到水处理厂处理，处理后的中水，也可以用于灰渣场及道路洒水。渗淋液收集池与自然沟槽、水系等绝不联通，以防污染扩散。

渗淋液收集、运送将设置专人负责，雨季应当确保集液池存液量不超过1/4池容量，同时也要防止周围地面雨水汇入，保证预留不小于1/2池容量，以防积液池开口面积内降雨太多，溢流造成环境污染。

8、防尘系统

运矸道路洒水随季节每天不少于早晚两次，干燥多风或蒸发量较大时，多次喷洒降尘。矸石卸车、摊铺、碾压工作区域，根据气候、温度及风力等因素，随时洒水降尘，以不产生有害灰尘为准。

9、矸石场封场后土地再利用

（1）当矸石场服务期满后，应予以关闭或封场。关闭或封场前，必须编制关闭或封场计划，报请所在地县级以上环境保护行政主管部门核准，并采取污染防止措施。

（2）关闭或封场后，仍需继续维护管理，直到稳定为止。以防止覆土层下沉、开裂，致使渗淋液量增加，也要防止固体废物堆体失稳而造成滑坡等事故。

（3）关闭或封场后，应设置标志物，注明关闭或封场时间，以及使用该土地时应注意的事项。

（4）为恢复植被，关闭时表面应覆一层天然土壤，其厚度不小于0.8m。

10、环境监测及监测井设置

根据相关规范，矸石场必须设置一定数量的环境监测手段，以监测矸石场在运行期间和封场后对周边环境的不良变化，对污染事故力争做到早发现、早处置，以便于更好的预防环境污染事故产生和扩大。

（1）水体监测

水体检测包含地表水检测和地下水检测。

地表水体监测主要针对矸石场上游地表来水，包含通过截水沟，排水沟及排洪涵洞这些疏水工程，将未经过污染的水体直接疏导至下游，检测水体之间的差异，分析是否受到污染。

地下水监测主要为比较本矸石场地下水体的检测，采样点一般设在和灰渣场上游地下水体的差异，监测灰渣场对地下水的不利影响。采样点一般为设在矸石场占地范围的上游和下游，具体采样标准参照《环境影响评估技术报告 地下水环境》 HJ 610-2011。

如果有需确定污染原因，并进行及时处理，避免对环境造成不良环境影响。

（2）大气监测

大气监测主要为比较矸石场下风向，和矸石场上风向的大气环境差异，监测灰渣场作业对周围大气环境的不利影响，及时发现问题，采取处置措施。大气监测宜委托气象环保部门，所有监测资料数据，建设方都应当建立固定档案室，妥善保存备查。

11、结论

煤矸石作为排放量最大的工业固体废物，不仅占用大量的土地而且处治不当将会对对环境造成多重污染，本文通过对煤矸石的科学堆放，使煤矸石在现有的技术条件下，从而实现造田和环境的双赢。

参考文献：

[1]《一般工业固体废物贮存、处置场污染控制标准》[M].北京：中国环境出版社，2006.

[2]《固体废物 浸出毒性浸出方法》[M].北京：中国环境出版社，2006.