煤矸石综合利用技术指南

煤矸石综合利用技术指南前言本指南依据《中华人民共和国循环经济促进法》《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》《煤矸石综合利用管理办法》及国家大宗固废综合利用、矿山生态修复、低热值能源利用、一般工业固废污染防控相关法律法规与行业技术政策编制，统一各类煤矿井下采掘、原煤洗选生产产生新鲜煤矸石及排矸场长期堆存存量煤矸石的资源勘查摸底、分级分类管控、前置预处理精制、低热值能源梯级利用、高值建材资源化转化、井下采空区安全充填、伴生有价组分协同回收、矿区生态修复治理、环保安全运维溯源全链条综合利用技术管控要求。煤矸石是煤炭开采与洗选加工过程中产生的量大面广的典型大宗工业固废，主要由炭质页岩、泥质砂岩、砂质页岩等矿物组成，兼具低热值燃料属性与优质硅酸盐建材骨料特性，部分煤矸石还伴生铝、铁、镓等有价组分资源。长期以来，国内多数煤矿重煤炭开采、轻矸石处置，大量煤矸石长期露天无序堆存，不仅占用大量土地资源、损耗矿区土地库容，还易引发排矸场边坡滑坡、自燃发火、粉尘扬尘、雨水淋溶渗滤液下渗等安全环保隐患，持续扰动矿区土壤与地下水生态环境。当前国内煤矸石综合利用普遍存在资源底数摸排不清、梯级利用顺序混乱、高值化利用占比偏低、低热值能源利用不规范、预处理工序简化缺失、充填施工管控粗放、环保运维标准不严、全流程溯源台账不完善等突出问题，部分煤矿仅采取简单露天堆存、简易填埋或低端回填处置模式，未严格遵循能源优先、梯级消纳、吃干榨尽的循环利用原则，造成低热值能源资源与矿物建材资源双重浪费，制约绿色矿山建设与煤炭行业低碳转型高质量发展。本指南坚守环保前置、安全兜底、梯级适配、就近消纳、高值增效核心管控原则，严格遵循先能源化梯级利用、后建材化高值转化、再井下充填兜底消纳、同步协同有价回收与生态修复的处置顺序，主推成熟可靠、低耗环保、运维可行、合规达标的规模化综合利用技术路线，兼顾新建煤矿煤矸石同步处置与历史存量排矸场煤矸石集中消纳整改需求，全面规范煤矸石各类综合利用工序实操细则、设备运维标准、品质管控指标、环保安全底线与验收核查要求，为煤矿企业煤矸石综合利用项目规划设计、生产线建设运维、技改升级优化、环保核查验收、行业常态化监管工作提供统一规范技术遵循，实现煤矸石固废堆存减量化、资源利用最大化、矿区生态治理常态化协同发展。1总则1.1编制目的规范各类井工煤矿、露天煤矿采掘及洗选环节产生新鲜煤矸石与排矸场堆存历史存量煤矸石资源勘查摸底、分级分类分区管控、无害化均质预处理精制、低热值煤发电梯级能源利用、新型绿色建材高值化生产、井下采空区安全充填消纳、伴生有价组分协同回收、矿区塌陷区生态修复治理、二次污染精准防控、安全生产常态化运维、全周期溯源台账管理全链条综合利用技术要求，统一煤矸石综合利用源头准入标准、工艺选型硬性规范、现场实操管控细则、资源化产品品质指标、环保安全防控措施、利用达标放行管理条款。杜绝因煤矸石资源底数不清、梯级利用工序倒置、预处理工艺简化粗放、资源化技术选型不当、充填施工不规范、运维管控缺失引发的低热值能源浪费、建材产品品质不达标、井下充填地质安全隐患、矿区生态二次扰动等各类问题。在严格保障综合利用全过程生产安全稳定、环保合规达标、无二次污染扰动的前提下，持续提升煤矸石综合利用率与高值化利用占比，压减排矸场堆存规模与运维成本，消除煤矸石自燃、滑坡、渗滤液污染等环保安全风险，延伸煤炭行业循环经济产业链条，推动煤矸石从被动堆存管控向主动资源化高值利用、无害化合规处置转型发展。1.2适用范围本指南适用于全国各类井工开采煤矿、露天开采煤矿原煤采掘、煤炭洗选加工生产线产生的新鲜煤矸石及煤矿专用排矸场长期堆存历史存量煤矸石的资源综合勘查检测、前置预处理精制、低热值能源发电利用、新型建材制品加工生产、井下采空区充填处置、伴生有价组分提取回收、矿区塌陷区与废弃地生态修复治理全流程生产运营与管控工作。涵盖煤矸石源头产生管控、密闭转运输送、分区分类防渗暂存、前置破碎筛分调质预处理、循环流化床低热值发电供能、煤矸石烧结制品与新型胶凝材料制备、井下充填配比拌合施工、资源化产品质检出厂、不合格物料返工处置、全过程环保监测运维等全生命周期作业内容，适用于煤矿自有综合利用车间生产运维、第三方专业固废处置企业受托运营、煤矸石存量综合治理技改项目实施工作，可供发展改革、自然资源、生态环境、应急管理、矿山行业监管部门开展煤矸石综合利用项目合规核查、工艺验收备案、日常环保安全监督管理参照执行。未按本指南完成分级分类筛查及前置无害化预处理的煤矸石，严禁直接用于低热值发电、建材生产、井下充填、生态修复等各类综合利用作业。1.3规范性引用依据本指南编制及煤矸石综合利用生产实操全过程严格遵循现行国家循环经济、煤炭矿山生产、大宗固废资源化、生态环保、安全生产相关法律法规及强制标准政策，核心包含中华人民共和国循环经济促进法、固体废物污染环境防治法、煤矸石综合利用管理办法、十四五大宗固体废弃物综合利用指导意见、煤矸石综合利用技术政策要点、一般工业固体废物贮存和填埋污染控制标准、建筑用砂石质量标准、井下充填采矿安全规范、工业固体废物浸出毒性鉴别标准、矿山生态环境保护与修复技术政策等法定依据。所有煤矸石源头取样勘查、分区暂存管控、预处理精制作业、能源化与建材化利用工艺选型、井下充填实操、有价组分回收、环保防控运维、资源化产品验收出厂等关键环节，均严格对标国家硬性管控指标与环保安全底线，严格落实梯级利用优先、高值化主推、低端处置兜底的管控要求，任何煤矿及运维企业不得简化预处理工序、降低利用合规标准、违规选用落后低效及高污染综合利用工艺。后续国家及行业相关标准政策修订更新后，本指南同步衔接最新有效版本执行，确保煤矸石综合利用全程合规合法、资源利用高效集约、环境风险全程可控。1.4核心综合利用基本原则坚持梯级递进、先能后材原则，严格遵循低热值能源梯级利用前置、高值建材转化接续、井下充填兜底消纳的作业顺序，优先释放煤矸石低热值燃料价值，再挖掘矿物建材属性，杜绝资源粗放低效处置浪费。坚持分类适配、一矸一策原则，根据煤矸石热值高低、矿物组分、颗粒级配、有害杂质含量差异，高热值矸石专供低热值发电，中热值矸石适配建材生产，低热值惰性矸石专项井下充填与生态修复，按需精准匹配技术路线。坚持环保前置、闭环管控原则，煤矸石转运、预处理、能源利用、建材生产、充填修复全程密闭作业，生产废水闭环循环回用，扬尘、固废、废气合规处置，杜绝二次水土污染与自燃扬尘扰动。坚持就近就地、减量消纳原则，优先依托煤矿本地低热值电厂、建材生产线、井下采空区及周边生态修复工程就近消纳煤矸石，减少长距离转运成本与污染扩散风险，持续压减排矸场堆存库容。坚持品质达标、合规放行原则，发电入炉物料、建材成品、充填物料逐批次质检核验，不合格物料返工重新处理，严禁劣质物料入炉生产、不合格建材入市、不合规矸石井下回填。坚持全程溯源、长效监测原则，建立煤矸石产生、利用、产品外销、充填修复全链条台账溯源机制，常态化环保与安全巡查监测，实现全生命周期闭环精细化管控。2煤矸石资源勘查检测与分级分类管控要求2.1全域资源摸底与分层分区取样勘查开展煤矸石各类综合利用作业前，必须针对新鲜采掘洗选煤矸石及排矸场存量煤矸石开展全域系统性资源摸底勘查工作，全面摸清煤矸石堆放分布范围、堆存高度与厚度、颗粒粒度级配、岩石矿物组成结构、收到基低位发热量空间波动规律、有害杂质含量、自燃倾向性及浸出稳定性能等基础资源底数。排矸场长期堆存存量煤矸石按照分层、分区、多点均匀布样原则科学布设取样点位，不同堆存深度、不同区域位置分别独立取样检测，精准划分高热值能源利用富集区域、中热值建材适配区域、低热值惰性充填修复区域，避免单点取样数据偏差导致工艺选型失误、综合利用效果不达标。新鲜采掘及洗选煤矸石按照连续生产批次定时常态化取样，实时监测矸石热值波动、粒度变化、含水率及含硫量指标，为后续梯级能源利用参数调整、建材配比优化、充填施工管控提供精准基础数据支撑。所有取样勘查工作严格按照矿山固废勘查规范标准化作业，取样记录详实归档，建立煤矸石资源家底专项管控台账，明确适配综合利用路径与处置优先级，严禁未勘查、未摸底盲目上马综合利用生产线及处置工程。2.2全指标理化检测与安全环保特性分析所有取样煤矸石必须委托具备资质的第三方专业检测机构开展全指标理化检测、热值精准测定、矿物物相分析、安全环保特性鉴别工作，核心检测收到基低位发热量、全硫含量、灰分挥发分、固定碳含量等燃料特性指标，同步检测酸碱度、含水率、含泥量、压碎指标、颗粒级配、硅酸盐矿物组分、重金属浸出浓度、放射性指标等理化及环保基础指标。重点分析煤矸石自燃倾向性、淋溶浸出毒性、矿物结构稳定性，精准判定各类煤矸石适配低热值发电、建材生产、井下充填、生态修复的合规适配等级，严格排查高硫、高放射性、高浸出毒性不合格矸石品类，严禁不合规矸石用于民生建材及地表生态修复工程。针对伴生铝、铁、镓等有价组分的复合煤矸石，额外开展有价元素品位专项检测，挖掘协同回收高附加值潜力，详实区分能源利用、建材加工、有价回收、充填修复的适配优先级，做到分类施策、精准利用、合规管控。所有检测报告长期归档留存，实现每一批次煤矸石资源属性可查、利用工艺可溯、管控责任可究。2.3分级分类分区专项管控规范根据勘查检测结果对煤矸石实行严格分级分类、分区隔离密闭管控，按照高热值低热值发电专用煤矸石、中值建材资源化适配煤矸石、低热值惰性充填修复专用煤矸石三个等级单独划分，配套设置专用防渗密闭暂存区域，严禁不同等级煤矸石混堆混杂、交叉流转、无序混用处置。高热值煤矸石专属区域专供循环流化床低热值发电能源利用作业使用，严格保障入炉矸石用量及热值达标，严禁直接用于低端充填或简易填埋；中值煤矸石专属区域专供新型墙体材料、机制砂石、胶凝材料等高值资源化生产使用，严控有害杂质超标混入；低热值惰性煤矸石专属区域专供井下采空区充填、矿区塌陷区生态修复兜底消纳使用，杜绝能源资源浪费。所有暂存区域必须做好高标准防渗、防雨、防冲刷、防自燃、防扬尘防护措施，底部铺设防渗垫层及渗滤液收集导排系统，周边设置围挡封闭、雨水截留沟及自燃预警监测设施，严防雨水冲刷矸石造成渗滤液无序渗漏、矸石自燃发火、粉尘无组织逸散。各分区安排专人专项值守管控，定期巡查防护设施完好性、自燃预警状态与物料存储情况，建立分级管控流转专项台账，严格按照分级用途定向调配利用，严禁跨等级违规混用处置。3煤矸石综合利用前置调质预处理工艺规范3.1多级筛分除杂与破碎均质处理进入能源发电、建材生产、充填修复及有价回收工序的煤矸石，首先开展多级筛分除杂与破碎均质前置预处理作业，彻底剔除煤矸石内部大块岩石杂物、采掘建筑垃圾、木质杂物及外源混杂杂质，杜绝杂质堵塞生产设备、干扰锅炉燃烧稳定性、影响建材制品强度及充填体密实度。针对排矸场长期堆存板结、粒度不均、结块团聚的存量煤矸石，开展分级机械破碎细化处理，按照不同利用场景工艺要求精准控制破碎后粒度规格，优化颗粒分布均匀度，为后续低热值锅炉稳定燃烧、建材配料精准混拌、充填分层压实筑牢基础粒度条件。筛分破碎作业全程密闭机械化作业，配套高效除尘降尘、粉尘收集处理设施，严控无组织粉尘污染扩散，物料输送全程密闭廊道运输无遗撒、无泄漏。破碎完成后开展机械均质调和作业，消除不同批次煤矸石热值、组分、粒度、含水率波动差异，确保后续综合利用工艺参数稳定可控，产品品质与生产工况批次均匀一致，预处理核验达标后方可送入下一道工序接续作业。3.2脱水调质与含水率精准调控根据低热值发电、建材生产、井下充填、生态修复不同利用场景工艺核心要求，对煤矸石开展机械脱水调质处理，精准调控矸石含水率适配各类生产作业标准与工艺工况。低热值发电入炉煤矸石严格控制低含水率指标，避免水分过高影响锅炉燃烧效率、增加排烟热损失、造成发电工况波动不稳；建材制品生产用煤矸石按配料比例精准调控含水指标，保障原料混拌均匀、坯体成型稳定、烧结养护品质达标；井下充填及生态修复用煤矸石按需优化含水率参数，确保充填物料拌合均匀、压实度达标、固结强度稳定。脱水调质作业采用机械压滤脱水、通风晾干调质相结合的复合模式，严禁高湿稀浆状态直接入炉、入线生产及回填施工，脱水产生的冲洗废水、渗滤液全部纳入闭环收集系统处理后循环回用，全程不外排、不渗漏。实时在线监测煤矸石含水率变化，动态调整脱水设备运行参数，确保调质后煤矸石理化性能稳定适配对应综合利用工艺实操需求。3.3预处理废水与扬尘闭环管控煤矸石筛分、破碎、调质脱水全过程产生的冲洗废水、设备溢流水、堆场渗滤液全部纳入专用煤矿尾矿废水收集处理系统，统一汇集净化调质处理后全部回用于预处理作业、发电脱硫降温、建材生产拌合及充填施工用水工序，严格实现生产废水零外排闭环管控模式。严格区分生产含渣废水与厂区清净雨水分流管控，严禁生产废水与雨水混流外溢造成周边水体污染，废水收集池及调节池做好防渗、防漏、防淤积防护措施，定期清理池底淤积矸石污泥，确保废水收集循环系统通畅稳定、供水连续可控。预处理全流程扬尘点位配套集气收集与除尘净化设施，常态化管控粉尘无组织排放，提前调试废水输送设备、水质监测仪表及环保净化设施，保障预处理全过程水资源循环高效利用、扬尘污染有效管控，杜绝煤矸石预处理环节水体与大气二次污染风险。4煤矸石低热值梯级能源利用专项工艺要求4.1能源利用总体适配管控原则煤矸石低热值能源梯级利用作为首要核心利用路径，严格遵循高热值矸石优先发电、热电联产同步配套、能量梯级综合利用、污染物超低排放管控的总体原则，严格按照国家低热值煤发电项目规范规划建设运营，严禁低热值惰性矸石、杂质超标矸石入炉发电。所有煤矸石发电项目必须保障煤矸石入炉使用量占比不低于入炉燃料总量标准要求，入炉煤矸石收到基低位发热量满足规范限值，配套选用大型循环流化床锅炉适配低热值燃料燃烧特性，严禁选用落后低效燃烧设备。能源利用全过程兼顾发电生产稳定、热能就近供应、环保超低达标、固废炉渣接续利用，发电产生炉渣、粉煤灰全部后续用于建材生产及井下充填，实现能源产出与固废消纳双向协同，杜绝能源浪费与炉渣二次堆存。4.2循环流化床低热值发电作业规范高热值达标煤矸石经预处理调质后送入循环流化床锅炉低热值发电作业，严格管控锅炉给料均匀度、炉膛燃烧温度、配风配比、床压床温等核心燃烧工艺参数，确保煤矸石充分完全燃烧、燃烧效率稳定达标、炉膛工况平稳无波动。严格按照超低排放标准配套脱硫、脱硝、除尘环保治理设施，实时在线监测烟气污染物排放浓度，动态调整环保治理设备运行参数，确保烟气常年稳定达标排放，严防大气污染超标问题。煤矸石入炉环节配备精准可靠计量器具，实时统计矸石消耗量与燃料配比情况，建立发电用矸石专项消耗台账，严禁违规掺配高热值原煤变相消耗优质煤炭资源。发电运行过程常态化巡检锅炉设备、环保设施、输送线路运行状态，及时排查设备故障与燃烧工况异常，保障低热值发电连续稳定生产、能源梯级利用高效合规。4.3热电联产与余热梯级利用管控煤矸石低热值发电项目同步配套推进热电联产与余热梯级深度利用，优先回收发电生产余热，就近供给矿区生产供暖、职工生活区采暖、周边村镇民生供暖及建材生产线烘干供热，提升能源综合利用效率，减少煤炭直燃供热消耗。严格管控余热回收换热设备运行参数、供热管网输送工况，保障热能输送稳定、供热达标、能耗可控，按需调配发电与供热负荷平衡，兼顾发电效益与民生供热需求。余热梯级利用全过程做好管网防渗、防漏、保温防护运维，定期巡检管网运行状态，杜绝热能损耗与管网泄漏问题，实现煤矸石能源吃干榨尽、梯级高效利用，提升综合利用整体经济效益与节能降碳效益。4.4发电炉渣协同后续资源化处置煤矸石低热值发电燃烧产生的炉渣、粉煤灰等副产物，严禁随意堆存处置，必须全部纳入后续综合利用体系，同步开展建材化生产、井下充填消纳协同处置，形成煤矸石发电、炉渣利用闭环循环模式。发电炉渣经冷却、筛分、调质处理后，优先用于新型墙体材料、水泥混合材、机制砂石骨料生产，低值炉渣专项用于井下采空区充填及生态修复垫层用料，做到发电副产物全量消纳、零新增堆存。建立发电炉渣产生、转运、利用全流程台账，精准统计副产物产生量与消纳量，确保能源利用与固废消纳同步推进、协同管控。5煤矸石高值建材化综合利用工艺技术要求5.1煤矸石新型墙体烧结制品制备工艺中值合规煤矸石经破碎筛分、均质调质、活化处理后，适配生产烧结空心砖、烧结多孔砖、新型墙体砌块等绿色烧结制品，全面替代传统粘土砖，保护耕地资源、消纳煤矸石固废。生产过程以预处理达标煤矸石为核心坯体主料，科学配伍少量辅助粘结原料，经精准配料混拌、高压机械成型、分段低温干燥、恒温烧结保温、梯度冷却养护连续化作业生产。严格管控坯体成型压力、干燥升温速率、烧结温度与保温时间等核心工艺参数，严控急速升温降温导致砖体开裂翘曲、分层变形、强度不达标等质量缺陷，保障成品墙体砌块结构密实、抗压强度达标、抗冻耐候性能优良、尺寸规格规整。成品烧结墙体制品分区密闭仓储、单独标识，逐批次质检核验合格后方可入市销售，适配建筑非承重及承重墙体砌筑工程合规使用。5.2煤矸石机制砂石与路基骨料制备工艺理化性能稳定、杂质含量合格的煤矸石，经破碎整形、多级筛分、水洗除泥、级配调控处理后，可制备建筑混凝土用机制砂石骨料与市政道路路基垫层骨料，是天然砂石优质绿色替代原料。生产过程重点管控骨料粒型规整度、颗粒级配连续度、含泥量、压碎指标、针片状颗粒含量核心品质指标，剔除软弱风化颗粒、有害杂质及超标重金属组分，通过机械整形优化骨料粒型结构，提升骨料与水泥浆体粘结性能及混凝土耐久性能。不同规格机制砂石分级单独生产、分区密闭仓储、严禁混级混配，成品骨料环保合规、强度稳定、耐久性强，适配各类建筑结构混凝土、市政道路工程、路基垫层施工使用，有效减少天然砂石开采、降低工程建设原料成本。5.3煤矸石水泥混合材与生态胶凝材料制备工艺煤矸石经机械研磨活化、低温调质改性处理后具备良好水化活性，可作为水泥生产混合掺和料及新型生态胶凝材料核心原料使用。生产过程重点管控煤矸石活化细度、活性指数、烧失量、含水率及有害杂质含量，通过超细研磨活化提升矸石水化反应活性，按需调控煤矸石合理掺配比例，适配不同强度等级水泥与生态胶凝材料生产标准，严禁超量掺配导致水泥安定性不合格、强度衰减、耐久性不足等质量问题。成品水泥掺和料与胶凝材料干燥均质、细度稳定、活性达标，采用密闭粉料仓防潮仓储，适配水泥规模化生产与混凝土工程合规掺拌应用，有效降低水泥熟料消耗、减少碳排放、提升固废高值化利用效益。6煤矸石井下采空区安全充填与生态修复消纳技术要求6.1井下采空区安全充填作业规范井下充填作为煤矸石兜底消纳核心路径，主要适配低热值无能源回收价值、无建材利用潜力的惰性煤矸石大规模集中处置，同步治理煤矿采空区地质灾害、控制地表沉降塌陷、消除排矸场扩容堆存压力。充填作业严格遵循配比精准拌合、分层摊铺碾压、固结稳定养护、全程安全监测的核心要求，以预处理达标惰性煤矸石为充填主料，搭配专用固化稳定剂、合规拌合水均匀混拌改性制备充填专用物料，严格管控物料含水率、拌合均匀度、固化配比参数，确保充填物料固结性能稳定。现场充填施工严格按照分层摊铺、分层碾压、分层密实原则标准化作业，严控分层摊铺厚度与碾压压实度，确保充填体沉降稳定、承载力达标、抗滑移性能良好、长期固结可靠。充填作业全程做好井下通风、防渗导流、安全支护、实时监测管控，常态化监测充填体固结强度与采空区围岩稳定状态，定期开展充填质量检测核验，不合格充填体必须返工重新压实处理，确保井下充填安全合规、矸石消纳彻底、矿区地质环境长期稳定。6.2矿区塌陷区生态修复覆土治理作业经检测浸出毒性达标、放射性合规、无有害污染组分的低热值煤矸石，可专项用于煤矿塌陷区回填垫高、地貌重塑、土壤改良基底铺垫等生态修复治理工程，实现矸石就地就近消纳与矿区生态治理协同推进。生态修复作业前严格完成煤矸石无害化预处理与环保达标核验，严禁不合格矸石用于表层覆土及植被根系接触区域，矸石回填底层铺垫压实后覆盖合格耕作土壤，分层整形、地貌重塑、植被复绿，恢复矿区土地利用功能与生态景观。修复施工全程做好防渗隔离、雨水导排、边坡防护措施，严防矸石淋溶渗滤液扩散污染土壤地下水，修复完成后长期开展生态环境监测，确保生态修复效果稳定、环境风险全程可控。7综合利用二次污染防控与安全生产运维管理煤矸石全流程综合利用严格落实大气、水体、固废、生态二次污染防控与安全生产长效管控措施，坚守环保安全双重底线。煤矸石源头转运、筛分预处理、