煤矿环境问题及治理分析

1、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 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

2、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

3、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

4、-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

5、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

6、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 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

7、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

8、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 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

9、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 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

10、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 我国煤炭工业以地下开采

11、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。