煤矿环境问题及治理分析

煤矿环境问题及治理分析煤矿环境问题及治理分析 煤炭在我国一次能源的生产和消费中一直占有极其重要的 地位 煤炭的大规模开发和利用 不可避免地带来一系列环境 问题 仅矿区而言 就存在着水污染 煤矸石 噪声 矿区大 气 地表塌陷等诸多环境问题 有资料表明 我国煤矿每年排 出约 22 亿 m3 矿井水 1 亿 m3 冼煤废水 2 亿吨矸石和 10 亿 m3 的甲烷气 每年因煤矿开采而塌陷的土地达 2 万 km2 为了 煤炭工业的可持续发展 必须搞好煤矿环保 这就要求我们对 煤矿问题有一个全面的认识 一 矿区水污染及其控制一 矿区水污染及其控制 据调查 我国煤矿水资源普遍缺乏 目前约有 71 的矿区 面临缺水 有 40 的煤矿严重缺水 80 的煤矿职工饮用不洁 水 同时在煤炭开采过程中 还会产生大量的矿山废水 如矿 坑水 矿山工业用水 废石场淋滤水 选煤厂废水及尾矿坝废 水 且矿山废水具有排放量大 持续时间长 污染范围大 影响地区广等特别 若此类废水直接排入地表 不仅浪费水资 源 还会对矿区环境造成破坏 下面仅对矿井水和选煤废水作 简要阐述 1 1 矿井水及其资源化 煤矿开采时 为确保井下安全 必须排出大量矿井水 矿 井水由于受到开采 运输过程中散落的粉煤灰 岩粉和矿工生 产活动及煤中伴随矿物的分解氧化导致污染 根据矿井水含污 染物特性一般分为 洁净矿井水 含悬浮物矿井水 高矿化度 矿进水 酸性矿井水及其它矿井水 1 1 1 洁净矿井水 洁净矿井水多数是从奥陶系石炭中涌出的 其水质较好 ph 呈中性 低矿化度 不含有毒有害离子 只需在源头处妥善 截流 通过专用管道排至地表 经简单消毒即可作为生活饮用 水 有的还含有多种有益元素 可开发为矿泉水 1 1 2 含悬浮物矿井水 含悬浮物矿井水一般指除悬浮物 细菌及感官指标外 其 它理化指标均满足饮用水卫生标准的矿井水 这类矿井水在我 国北方矿区分布较广 如平顶山 焦作 开滦及华东 东北矿 区的矿井水多数属这种水质 最常规方法主要是通过混凝 沉 淀 过滤 消毒处理工艺 即可使出水水质达到饮用水标准 1 1 3 高矿化度矿井水 高矿化度矿井水也称含盐矿井水 它是由于地下水与碳酸 岩和硫酸岩层的接触溶蚀 使水中 ca2 mg2 co32 hco3 so42 等离子增多而形成的 矿化度大多为 1000 4000mg l 高矿化度水处理分两步进行 一是预处理 主要去 除悬浮物 主要彩混凝沉淀技术 二是脱盐处理 使处理后 水含符合我国卫生饮用水要求 脱盐处理方法主要有蒸馏法 电渗析法 反渗透法 电渗析法是较为成熟的一种方法 目前 我国处理高矿化度矿井水几乎全部彩电渗析技术 1 1 4 酸性矿井水 酸性矿井水主要是因为被采煤层中含有大量的硫铁矿 在 有充足的氧气和细菌的存在下 使黄铁矿氧化 生成亚硫酸和 硫酸 造成矿井水呈酸性 它严重腐蚀矿山设备和管道 未经 处理排入地面水体 会危害水生生物 并使禾苗枯死 据调查 国内煤矿处理酸性废水都采用酸碱中和法 即用廉价的碱性物 质和石灰作中和剂处理酸性水 根据工艺流程的不同 大体分 为直接投加石灰法 石灰水中和滚筒法 升流式变滤速膨胀滤 池法 我矿为含悬浮物矿井水 目前已建设完成日处理能力达 5000 吨矿井水处理站 并进行回用 并完成深度处理设计准备 实施建设 1 2 选煤废水及其处理 全国煤矿共有 150 多家选煤厂 只有 10 多家实现煤泥厂 内回收 洗选闭路循环 其它 100 多家选煤厂每年排出选煤水 约 1 亿 t 此水未经处理直接排放 不仅会污染水源 阻塞河 道 影响自然景观 而且会妨碍水生动植物的生存和生长 若 用来灌溉农田会引起农作物减产 渗入地下 又会污染地下饮 用水源 引起胃肠道疾病等 因此 解决选煤废水问题 实现 洗水复用和闭路循环是选煤厂环境保护和节约水源的一种重要 措施 选煤废水的处理 首先应抓好选煤废水的闭路循环 实行 洗水闭路循环 既控制了选煤废水外排污染环境 又大大节约 了水资源 实现环境效益和经济效益双盈利 第二 尚未实现 闭路循环或外排的选煤废水 必须采用混凝沉淀方法 使出水 水质基本达到排放标准方可排放 第三 选煤废水的深度处理 宜采用沉淀 过滤 气浮等方法 除去选煤废水中的杂物 达 到饮用水标准 二 煤矸石及处理利用二 煤矸石及处理利用 在煤炭开采和洗选加工过程中 要排出大量的煤矸石 每 年约有 1 亿 t 历年积存量已达 16 亿 t 由于煤矸石排放量大 如不处理利用 长期堆于地表 不仅占用大量土地 破坏自然 景观和矿区生态平衡 而且矸石自燃排出大量烟尘 so2 co2 h2s 等有害气体 损害人体健康 抑制生物生长 腐蚀构筑物等 为了解决煤矸石对环境的影响问题 消除矸石山污染 主 要治理途径 1 直接利用矸石 如铺设道路 回填煤矿采空 区和地表塌陷坑 绿化现有矸石山 2 利用矸石作为发电燃 料 是矸石利用的有效 目前很多矿区建立了坑口电厂 既补 充矿区用电 节约标准煤 又减少矸石排放量和对环境的污染 炉渣还可以作建筑材料 3 回收其中有用物质 如从矸石中 回收煤炭 黄铁矿 4 从矸石的成分是硅 铝等氧化物考虑 可以作建筑材料的原料 如砖瓦 水泥 骨料等 或从中提取 氧化铝 聚合铝等化工原料 5 热量高的煤矸石可以采用气 化的方法获得煤气 我国目前的矸石利用率约为 30 无论从环保还是从社会 经济效益考虑 都与煤炭生产发展不相适应 2008 年我矿年产 6000 万块矸石制砖厂已开工建设 即将投入使用 三 煤矿噪声及控制三 煤矿噪声及控制 噪声是污染煤矿环境的公害之一 它具有声源多 强度大 声级高 连续噪音多 频带宽等特点 在矿山企业中 噪声突 出的危害是引起矿工听力下降和职业性耳聋 此外还引起神经 系统 心血管系统和消化系统等多种疾病 并使井下工人劳动 效率降低 警觉迟钝 不易发现事故前征兆和信号 增加发生 事故的可能性 影响人们正常生活 学习 工作 特强的噪声 还会使仪器设备受到干扰 甚至损害 我国对噪声的控制起步较晚 但也取得了一些成绩 主要 防治方法 1 行政管理措施 依靠煤炭部门颁布法规来强制 性执行噪声控制标准 2 厂址的合理选择 矿区应设置在郊 外 运煤车从外环公路通过 3 技术措施 研制了多种类型 的消声器和消声吸声 减震材料 对强噪声源开始了综合利用 如江西煤校校办工厂研制了一种低噪声局部通风机 经 10 多家 单位的试用 证实效果较好 但煤矿噪声控制的任务还很重 我矿根据实际情况已采用基础减震 消声器和消声吸声 减震材料尽可能减少噪声 四 矿区大气污染及控制四 矿区大气污染及控制 我国城市及矿区的大气污染以煤烟型为主要特征 矿区煤 烟型污染主要来自 4 个方面 一是矿区的各种燃煤锅炉和工业 窑炉排放的污染物 二是用户用炉灶燃煤排放的污染物 三是 煤矿运输车尾气排放的污染物 四是矸石山自燃排放的污染物 煤烟型大气污染的危害严重 除危害人体健康 影响生物 生长外 还会因大量的 so2 排放而形成酸雨 大量排放 co2 产 生温室效应 进而影响全球气候 为了控制煤烟型大气污染 我国已采取了一些对策 包括控制开采高硫煤炭 增加煤炭洗 选加工 推广固硫型煤 发展煤气和集中供热 改造和更新陈 旧锅炉 配备高效除尘设备 加强烟道气脱硫研究和工程设施 等 在矿区 根据煤矿具体实际 应重点发展煤气化事业 采 取集中供热方式 并对矸石山加快灭火工作等 我矿目前所有锅炉等均采用脱硫效率 90 以上的水浴麻石 脱硫除尘器 并对矸石进行覆盖绿化治理 五 地表塌陷与复垦五 地表塌陷与复垦 我国煤炭工业以地下开采为主 约占整个煤炭产量的 97 大部分是长壁工作面 全部陷落法管理顶板 因而地表 塌陷极为严重 地表塌陷严重影响土地的自然状态 破坏土地 的营养成分 会使地表各类建筑物如村庄 铁路 桥梁 管道 输送线路等受到破坏 造成农田高低不平 灌溉设施失效或土 地盐渍化 甚至大面积积水而无法耕种 使矿区生态遭到破坏 我国对地表塌陷的治理工作已在准北 准南 徐州 大屯 平顶山等地取得显著成效 其治理区的主要措施 1 复田与 排矸系统结合 这种方法会使塌陷区成为建筑用地 解决矿区 建房和拆迁要求 2 复田与电厂排灰相结合 在坑口电站大 量排出粉煤灰的情况下 利用塌陷空间储灰粉 进行复土 植 树造林 种植农作物 3 结合矿区实际 将矿区建设成矿区 公园 如不少矿务局因地制宜 利用塌陷水面建设高产鱼塘 人工湖 水上公园 治理塌陷区 可取得一定的社会 经济效 益 且与煤矸石 粉煤灰处理相结合 变废为宝 但是我国目 前煤炭开采基本上是先开采破坏 后复垦治理 生产与复垦相 脱节的工业体系 复垦工程投资大 效益低 今后宜加强这方 面的工作