煤矿固体废弃物的危害与环保治理技术探究

武浩洁

（晋能控股煤业集团环境督查大队，山西 大同 037003）

0 引言

在煤炭经济快速发展的时代背景下，煤炭资源的产量和社会需求量均呈现出了逐步增长的趋势，煤炭开采过程中，形成了大量的废弃物。矿山开采活动中，针对此类固体废弃物要进行合理的利用，提高综合治理技术水平，加强对资源浪费、环境问题的防治，对环境问题进行科学治理，改善生态污染，提高对自然环境的保护效果。

1 煤矿固体废弃物的来源

煤矿固体废弃物中造成危害的主要产物是煤矸石，因为在煤矿开采活动中，露天环境下堆放煤矸石，会形成矸石山，其中含有大量的化学物质、有害物质，在长时间的堆放中，大气环境、土壤环境、地下组织层，不可避免的会受到破坏，煤矿周围的生态环境也会因此而发生改变。例如大量的土地资源被占用，地貌、森林植被、自然景观等遭到不同程度的破坏，水土流失的风险大，生态环境发生了一定变化，泥石流和山体崩塌的地质灾害问题时有发生。地下水和周边环境也会受到尾矿中的固体废弃物的影响，例如，尾矿中含有酸碱等化学药剂，威胁着大气环境，释放有害气体[1]。

2 煤矿固体废弃物的危害

煤矿固体废弃物的危害体现在了多个方面，包括对土地资源的破坏、对土壤环境的破坏，在煤炭资源的开采过程中，如果煤矿固体废弃物没有得到及时、有效的处理，土地的修复工作落实不到位，将会降低土地承载力，破坏该区域内的地质环境，增加了地层表面的塌陷、裂缝事故的发生风险，对生态环境的平衡性造成损坏[2]。在煤矿固体废弃物中存在的大量矿物质，雨水的冲刷作用下，矿物质将会在该区域内的地下水和地表水中渗透，对土壤和水质造成严重的污染，水污染物分类如图1 所示。

图1 水污染物分类

如果其中的矿物质含量达到了一定的参数值时，还有可能改变地下水水质，使水质发生毒性变化，这对生态环境和人们的生命安全造成了直接的威胁。废弃物在土地资源中大面积堆积，占用了土地资源，增加了土地资源的消耗量，造成了一定程度的资源浪费，地质灾害的风险高，对周围环境产生了严重的胁迫和污染[3]。

3 煤矿固体废弃物的环保治理技术要点

3.1 固体废弃物环保治理技术

固体废弃物的治理技术手段运用于煤矿固体废弃物的治理和研究中，从环保视角，绿色化、资源化、无害化的处理角度，利用合理的环保治理技术，要结合现状，对我国的煤矿企业废弃物处理的具体情况和需求加强掌握。目前国内大多数的煤矿企业在处理废弃物的过程当中，都采取了堆置的方式，该方式的弊端较多，会引起不同程度的资源浪费、环境污染。例如堆放矸石，消耗了大量的土地资源，而且还有可能引发地质灾害。在堆放矸石地点的周围会出现环境污染、土地污染等问题，堆置、处理煤矿固体废弃物的过程中，设定专门用于堆积废弃物的场地，这是最重要的治理环节。技术人员需要做好全面调研工作，了解地震、大气、地形、水文等各项条件，做好可行性研究和分析，将固体废弃物堆放到准备好的场地上。在预先规划和可行性研究分析的过程中，确保环保治理技术的可行性、有效性，使用泥土和石块，在堆放场地中做好覆盖处理，将植被种植在场地上方，煤矿固体废弃物处理中，利用堆置处理的方式是常见的方法，也是一种有效的技术方式。

利用该方法，能够防范地表水溶解固体的风险，降低了泥石砂的负荷，避免地表水变质问题的发生。因为排放矸石，对地表水的水质会产生直接的负面影响，因此用堆置处理的方式，加强对煤矿固体废弃物的有效处置，可以保护生态环境，降低安全事故问题的发生几率，保障人类生产、生活活动的安全性，对地震灾害、洪水灾害问题进行了有效的防治。不过堆置处理方法并不是一项完美无缺的技术手段，因为在选择堆置地点时，存在着较高的难度，而且容易增加二次污染的风险。在堆存尾矿时，应按照严格的要求，确保尾矿基础材料的强度水平高，具备良好的不透水性。利用该技术对煤矿固体废弃物进行治理的过程中，需要从综合视角，考量该技术的应用优势和应用缺陷，最大限度的控制二次污染，实现合理治理的目标，煤矿固体废弃物处理处置技术原理如表1 所示[4]。

表1 煤矿固体废弃物处理处置技术原理

3.2 资源合理化利用技术

煤矿固体废弃物的大量堆置中加强对资源的开发利用，是提高治理效果的关键阶段，应对矿物质中含有颗粒度的成分进行合理的运用，防止资源浪费问题，加强环保工程的建设。目前国内外在利用煤矿废弃物中的资源时，采取了多种手段的方法，例如回收有价值的金属，利用高新技术和高科技的设备设施，将有价值的金属提取和利用到其他的生产活动中。也可以在建筑产业内，利用细颗粒尾矿，将其作为建筑物料，投入到生产中，进行工程建设，混凝土骨架材料的生产中，可以选择粗粒尾矿作为工程建设的原材料。

在矿产颗粒物中，非金属类的材料可以用于生产和制作建筑材料，例如作为微晶玻璃、水泥空心砖和水泥等投入到生产中。矿山井下的填充物材料应用中，可以将煤矿废弃物充分的利用起来，节约废弃物所占用的土地资源，减少占地空间面积，对地质灾害和煤矿开采后的下沉问题进行防范和早期治理[5]。

3.3 粉煤灰综合利用技术

粉煤灰是煤矿固体废弃物资源利用中的主要物质，将粉煤灰、其他工业废弃物、黏土等相关的配料，按照一定的工序集中在一起，进行加工处理，形成粉煤灰砖，能够降低建筑负荷，减轻工作人员的劳动强度，具有环保性、节能性等优势。用于填充墙体，是一种具备绿色化优势的原材料，将粉煤灰制作成粉煤灰陶粒，用于工业建设和生产，可以实现防渗、吸音等功能，具有无添加剂、无污染、耐火性强的应用优势。因为在粉煤灰中，含有一定数量的碳粒，可以作为燃料，运用到生产中，节约了燃料成本，经过生产和加工，粉煤灰成为混凝土、水泥的生产原料，用于工程建设。

粉煤灰中含有二氧化硅和氧化铝，可以取代黏土的功能，作为原材料进行水泥生产活动，例如低密度油井水泥、硅酸钙水泥等，均属于新型水泥材料，也可以用于生产新型混凝土材料，例如混凝土掺合料。制作污水处理材料，利用粉煤灰的除雾功能，经过加工处理，将污水中的磷酸酶去除，制作成过滤介质或絮凝剂，从而达到净化废水的目的。粉煤灰的酸碱度水平不同，利用不同酸碱度水平的粉煤灰对酸性废水进行处理，可以取得理想的技术处理效果。将粉煤灰作为肥料改良土壤状况，用于小麦生产，能够防治病毒病害问题，代替硅复合肥和磷肥等材料，提高小麦生产产量和生产质量。

3.4 煤矸石综合利用技术

在我国的技术开发中，煤矸石的合理利用已经成为了重点项目，使用煤矸石降低污染问题，是目前技术研究的主要方向，煤矸石的开采工程具有一定的系统性，需要集中多种技术手段，由不同的技术单位共同加强对煤矸石的开采和应用。在具体的实践中，使用煤矸石，用于生产和制造建筑材料，用煤矸石制作砖块，代替黏土，降低黏土用量，也可以将其制作加工成普通的水泥或瓷砖，加工炉矸石，生产涂料类的产品，借助特殊的工艺，可以将煤矸石加工成石头纸。

利用煤矸石综合处理技术，在未经燃烧的前提下，可以将煤矸石加工成砖石，充分的利用此类废弃物，投资成本少，操作过程简单。但是对于建筑清洁料的加工生产活动来说，利用煤矸石的过程中，对于设备设施和技术水平具有较高的要求，因此我国在该领域内的研究依然处于不断探索的阶段。使用煤矸石用于道路工程的建设，不需要经过特殊的工艺处理，就可以投入到生产和使用中。煤矸石的耗渣量大，技术含量水平低，用于道路工程的建设，实现了对该废弃材料的合理利用，对环境污染问题进行了防范和治理[6]。

4 结论

我国的现代化社会建设中，煤炭资源的需求量大，在煤炭资源的利用中，要提高其利用率，打造绿色、安全的生态环境，助力环保事业的发展。相关部门需要在煤炭废弃物的质量管理和综合治理中，加强技术研究，对煤矿固体废弃物所带来的负面影响进行治理，提高生态环境水平，真正做到变废为宝，提高资源利用效率。