煤矿开采引发的大气污染及其防治分析

谢瑞加

（泉州市环境监测站 福建泉州 362000）

引言

煤炭是我国重要的能源来源，据统计中国平均每年的煤炭消费量占能源消耗总量的65%以上[1]。近年来随着煤炭去产能、供给侧改革等国家政策的推进，煤炭消费总量及能源结构占比在逐渐减少，但它仍旧是我国主要的能源来源。大量的煤炭开采过程会造成地表水污染、地下水污染、大气污染、噪声污染、固体废物污染等[2]。其中，煤炭开采过程中造成的大气污染主要有粉尘污染、有害气体污染。煤炭开采及焚烧过程易造成大气中的SO2、CO、NOX、颗粒物（PM10）、细颗粒物（PM2.5）等浓度急剧上升，大大降低周边城区的环境空气质量，进而影响民众居住的环境、身体健康、生命财产安全等。井下粉尘对人体危害也很大，一般大于10 μm的粉尘，容易为鼻腔、气管粘液所捕捉，并逐渐排出体外；小于10 μm的粉尘则可深入到气管深部；而小于5 μm的粉尘则90%可沉积在气管、肺泡上，引起肺泡的冲血反应而导致尘肺病。严重的尘肺病可能发展为肺心病，有很高的死亡率，对煤矿工人威胁很大，成为煤矿工人最主要的职业病[3]。

煤矿开采造成的大气污染程度极为严重，对人体危害较为严重，针对其开展的污染防治极其重要、刻不容缓，我们不能坐以待毙，继续坚持先发展后治理的理念，而是应该尽早采取有力的措施，加强对煤矿开采造成的大气污染的防治。本文拟通过分析煤矿开采造成的污染现状及其产生的原因，提出污染防治措施，以期为煤矿开采造成的大气污染防治提供一定的技术支持。

1 煤矿环境空气污染源及目前治理现状

煤炭开采所造成空气污染来源主要有两种，一种为粉尘污染，另一种为有害气体污染。

1.1 粉尘造成的污染及治理现状

煤矿开采时需要对覆盖层进行剥离处理，露天矿排土可为采矿量的几倍或十几倍，挖掘、运输和排土场堆放过程都会产生扬尘污染。其中排土场又分为坑内排和坑外排两种。外排土场位于地表以上，如果不及时覆盖，大风天气和生产过程可能会产生扬尘污染，从而对周边地区的空气质量构成影响[4]。Muleski[5]和Gilliesa[6]检测到矿区造成的颗粒物浓度会在 300～1000 μg.m-3之间，一个会造成严重呼吸道疾病的高浓度区间。催克强等[4]利用扩散模型ADMS估算了排土场扬尘对市区扬尘污染的贡献，模拟的2013年4月使用中的排土场扬尘污染对锡林浩特的贡献为，平均状况下在锡林浩特市区西部尘污染浓度达40 μg.m-3。在大风起尘日子城区部分浓度可达400 μg.m-3。煤矿在开采过程中残煤自燃、地表植被破坏造成的沙尘、煤炭的运输、煤矿进行爆破等也会影响到周围环境的大气质量。

关于煤矿企业粉尘的治理，我国法律法规做出了一定的阐明，煤矿企业需遵循相关法律章程，对粉尘管理引起重视。目前主要措施为：（1）建设清洁化生产矿井，对矿区道路及地面进行定期洒水和清扫。（2）加强施工现场的污染控制管理，明确施工单位的污染防治责任，建立污染防治责任制度对施工单位加以监督约束，保持施工现场的清洁。工程竣工后需要对现场进行验收，及时清理所残留的物料及建筑垃圾。

1.2 有害气体造成的污染

煤矿开采时产生的有害气体主要由硫化物、含碳化合物、含氮化合物等组成，主要来源于煤矿运输车尾气排放、煤堆放和煤矸石山自燃、各种工业窑炉和燃煤锅炉燃烧、煤矿开采产生的瓦斯气体等[7]。矸石山自燃发生频繁，其燃烧产生的二氧化硫会对空气造成严重污染，也是诱发酸雨发生的重要因素。二氧化硫无色无味，人体吸入一定程度后，会对呼吸道产生影响。煤矿所产生的含氮气体主要来源于煤矿的爆破、车辆尾气的排放等，一氧化氮与人体内血红蛋白的融合性较强，如果吸入过量的一氧化氮，极易引起中枢神经系统的病变，其他的含氮化合物还会增大职业病的病发概率，对人体危害巨大。同时，煤矿开采过程中会产生一定的瓦斯气体，这些气体处理不当会在井下爆炸，导致矿井事故发生。目前对于有害气体的处理方式较少，主要是将有害气体经过脱硫、脱硝、除尘处理后排放到空气中。

2 煤矿环境空气污染新型治理措施

2.1 加强矸石治理

矸石自燃会释放大量含硫气体，是造成空气污染的一个重要因素。矸石岩层内的含硫量一般在1.5%左右，因此极易发生自燃，如果含硫量超过3.0%，就可能产生严重的自燃危害。

针对矸石自燃可采取以下措施：首先，可采用新技术新工艺减少矸石产出；其次，煤矿企业可建设矸石仓库，将洗选矸石储存于仓库内，建设矸石运输专用通道，实现密闭运输，可考虑将产生的矸石送至附件建材厂加以利用，杜绝矸石堆积，避免造成污染；同时，煤矿企业可采用黄土覆盖法、水浇法、喷洒石灰乳等方法对矸石山自燃加以控制预防。

2.2 煤泥干燥处理

传统方式下，煤泥一般采用自然晾干的方法处理，这样极易产生煤尘，并且受矿区面积限制，自然晾晒也会对采矿工作造成影响。在煤矿污染治理初期，可建设干燥系统对煤泥进行处理，通过滚筒干燥机内的高温气体与煤泥滤饼进行质热交换，将其所产生的废弃物、杂质经过排料器、除尘器、引风机等过滤装置的进一步处理后，达到排放标准方可排放到室外环境中。

2.3 加强矿区土地复垦与综合治理，扩大矿区绿化面积

煤矿土地复垦的最终目标是恢复因采矿而破坏的土地的利用价值，实现矿区生态系统的平衡,为企业生产创造一个良好的外部环境，保障采矿-土地利用-社会经济的持续发展。矿区的土地复垦和生态重建应与采矿活动同步进行，根据矿山不同开采时期的技术特点和自然环境等因素及时决策确定相应的复垦或生态重建方案，尽量避免或减少对环境的破坏，实现采矿与生态重建的一体化。绿化对治理矿区空气污染有重要作用，因此需要加强完善矿区内的绿化。通过种植一定数量的花草树木，有效吸收空气中的二氧化碳，释放氧气，对防治碳氧化合物污染有极大促进作用。繁茂的树木可以吸附粉尘、二氧化硫等有害物质，还能降低矿区周边的噪声污染。良好的绿化环境不仅对防治污染有积极作用，同时也能够减缓矿区工作人员的疲劳感，增强工作热情。

2.4 建设无尘化矿井

去除煤厂生产过程中产生的粉尘，可在一定程度上改善煤品装运过程中粉尘难以控制的局面。要求在各生产环节中严格控制粉尘浓度，达到相关标准，以保护矿区环境。同时，为预防机动车引起的道路扬尘，对来往进出的煤炭运输车辆作清洗。同时，环境保护不仅仅是地面工作，还应当延伸至井下，可在井下引入空气监测系统，并生成空气质量报告，专人负责管理，实现井上、井下联合管理。井下大气的污染防治可采用通风除尘、煤层注水、采用水炮泥、湿式打眼、个体防护、喷雾洒水、净化风流等措施。

2.5 加强对煤炭开采企业中的“小散乱污”的治理力度

环保、安监等部门应加强对辖区内“小散乱污”的煤炭开采企业的整治。“小散乱污”企业由于规模小、工艺差、环保设施及投入不足、污染严重，向来是大气污染防治中难啃的硬骨头，也是环境保护部门关注的重点。加强对煤炭开采企业中的“小散乱污”企业的监管和治理，通过实施网格化监管、开展专项治理行动等措施，对违法违规企业坚决予以查处整治。

结语

煤矿产业不仅关系到国家经济发展的大局，同时也与人们的日常生活及身体健康息息相关。煤矿开采造成的大气污染已严重影响环境空气质量的持续改善、人民群众生命财产安全、生活质量的提高等，防治煤矿环境空气污染迫在眉睫，进一步深入探讨分析煤矿开采造成的大气污染的危害及治理措施，对改善空气环境质量、促进经济绿色发展、实现煤矿产业的可持续健康发展和生态文明建设均起着重要作用。

参考文献

[1]贺学鹏.煤炭开采对环境的影响分析及对策探讨 [J].能源与节能,2014,6：105-107.

[2]张心红.煤矿环境保护及污染防治分析 [J].中国资源综合利用,2017,35(10)：88-89,92.

[3]王文,桂祥友,王国君.煤矿井下粉尘污染与防治 [J].煤炭技术,2002,21(1)：43-45.

[4]崔克强,王学中,何友江,等.锡林浩特露天煤矿排土场扬尘排放及污染[J].干旱区资源与环境,2017,31(6)：160-165.

[5]Muleski J．Field demonstration of an unpaved road dust suppressant[C].92th annual meeting and exhibition of air and waste management association.2001：20-24.

[6]Gilliesa J A,Etyemezian V,Kuhns H,et al.Effect of vehicle characteristics on unpaved road dust emissions[J].Atmospheric environment,2005,39(13)：2341-2347.

[7]侯文斌.煤矿大气污染与防治对策 [J].环境与发展,2017,29(6)：64,66.