| 出版时间:2008年03月 |
资源与环境是人类社会赖以存在的条件,《中华人民共和国国民经济和社会发展第十一个五年计划纲要》中明确提出了要建设资源节约型和环境友好型社会的要求,把建设资源节约型和环境友好型矿区作为煤炭工业发展的主要任务之一,意义重大,影响深远。我们一定要在科学发展观的指引下,努力完成这一伟大而艰巨的任务。
一 我国煤炭工业资源浪费和环境污染问题严重
(一)煤矿“三废”排放引起的矿区环境和生态问题
走进煤炭生产矿区,人们可以看到每一处矿井必然有至少一处矸石山,堆存量在10万吨以上的大中型矸石山在我国有2600多座,占地约11万亩,其中近百座在自燃。据估计矸石山自燃每年排放的二氧化硫大约在100万吨左右,而且大多数都位于国家划定的“两控区”范围内,造成严重污染,矸石山爆炸、垮塌不时造成人员伤亡。据统计,到2005年全国历年累计堆存的煤矸石达到35.5亿吨。2005年当年,全国煤矿共排放采掘煤矸石2.4亿吨,洗矸1.2亿吨,高灰煤泥1400多万吨(不包括掺入混煤中的压滤回收的煤泥),合计达到3.74亿吨。随着煤炭产量的增长,每年新增矸石排放总量还在不断增加。2006年已经达到4.3亿吨,预计2010年将达到5.3亿吨,2020将达到7.3亿吨。
矿井水是深层地下水,仅煤炭开采对其污染较小,而且主要是煤岩粉等悬浮物型物理污染,部分高硫煤矿井水为酸性矿井水,直接排放对地表水体和景观有一定影响。但是,由于我国煤矿都是采用长壁冒落法开采工艺,开采采空区塌陷,有可能会导通地下含水层,矿井水源源不断地排出,会造成采区上部水系变化,导致地表干旱。2005年全国煤矿生产排放矿井水达到45.4亿立方米。真正净化饮用的不到1%,加上工业用水还不到20亿立方米,未经过处理直接排放的矿井水达到25.5亿立方米,利用率只有43.8%。
为了充分回收利用低热值煤矸石、洗矸、煤泥,全国主要大型煤矿区多数都建立了煤矸石综合利用电厂,煤矸石电厂虽然消耗了部分发热量较高的固体废弃物,但是粉煤灰和炉渣排放比例高,一般为入炉量的50%~60%,形成新的固体废弃物,2005年全国煤矸石电厂排放粉煤灰和炉渣达到2765万吨,排放二氧化硫60多万吨,随着煤矸石综合利用电厂的进一步发展,排放量还在不断增加。
矿井瓦斯的主要成分是甲烷,甲烷是世界公认的强烈温室效应气体。但是瓦斯与煤共生,随着煤炭的采出,瓦斯会源源不断地涌出,并随着矿井通风排入大气。我国煤矿瓦斯相对涌出量在2~36立方米/吨,2005年预计煤炭开采排入大气的瓦斯(折甲烷纯量)在120亿~150亿立方米。此外,高瓦斯矿井为了保证矿井生产安全,到2005年,全国共建立了400余处瓦斯抽放系统共抽出瓦斯30亿立方米,为提前释放瓦斯压力和减少煤炭开采时的瓦斯涌出量。由于利用条件的限制,抽出的瓦斯排空量近20亿立方米,对大气的危害相当严重。我国是煤层瓦斯含量较高的国家,据有关资料,已探明煤矿瓦斯储量35万亿立方米,预测总资源量达到33万亿立方米,但通过地面预抽的煤层气开发才刚刚起步。
二 我国煤矿废弃物资源综合利用现状
(一)煤矿废弃物资源的价值
1.固体废弃物
所有的洗矸、煤泥和部分的采掘煤矸石,都具有一定的发热量(300~3500千卡/千克),可以用于循环流化床锅炉燃烧发电,真正毫无热值的白矸只有15%左右。2005年当年排放可用于发电的煤矸石、洗矸、煤泥约1.89亿吨,相当于5600万吨标准煤,合近8000万吨商品煤的热值。到2010年总量达到3.24亿吨,相当于1亿吨标准煤,可供42000兆瓦循环流化床燃烧发电之用;2020年这个数字更大。如此大量的固体废弃物不加以有效的利用和消纳处理,排放堆存在矸石山,这些能量就白白的浪费。
煤矸石、洗矸、煤泥中的不可燃物质部分,经过循环流化床低温煅烧后,同时具有脱炭和活化作用,其灰渣是很好的新型建材原料,部分可以直接掺混在水泥中,部分可以用于制砖等墙体材料,不须经过煅烧活化和脱炭。2005年排放的粉煤灰有2700多万吨。
发热量在1000千卡/千克以下的煤矸石,可以替代黏土制砖,符合这种条件的煤矸石,2005年总量约有1.38亿吨,如要将这些煤矸石全部用于制砖,可生产煤矸石砖420亿块标砖,可节约矸石占用土地5500亩以上,可以代替黏土做砖少毁土地3万亩(按采深3米计),节约商品煤560万吨以上。利用煤矸石完全可以做到“制砖不用土、烧砖