浅谈阳煤集团矸石山治理经验

李晓芳

（山西省水利水电勘测设计研究院）

煤矸石是原煤开采和洗选过程中排出的低热值煤类和石质类固体废弃物。煤矸石的大量排放堆弃，不仅压占土地及生态植被，影响其原地貌的水土保持功能，而且由于其中残留有煤块、柴草等易燃物，自身含硫量大于1.5%时即能自燃，所以大部分煤矸石山都发生过着火现象，引起火灾，同时污染空气。据调查，在拥有119座煤矿的阳泉市，煤矸石山占地面积近667 hm2，有20处煤矸石山曾发生过自燃，不仅白白浪费了宝贵的资源，且燃烧过程中排放的二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物及烟尘等还严重污染了大气环境。同时，煤矸石经雨水淋溶形成的酸性水，经流动、渗透到水体，造成地表水和地下水污染，使原本缺水的区域更是雪上加霜，严重危害当地居民的身体健康。我省是煤炭生产大省，每年排放的煤矸石数量巨大，治理矸石场任重而道远。

1 阳煤集团矸石山简况

阳煤集团是全国最大的无烟煤生产基地，据调查，在阳泉市区现有5个大矿，年生产原煤4000万t，每年随之产生的煤矸石在900万t左右。煤矸石大多排放在荒沟，经年累月，堆积成山，且大部分矸石山处在阳泉市的上风向。阳煤集团共有25处矸石山，其中已闭库的17处，正在运行的8处，累计堆放的煤矸石约在28000万t以上，堆矸量超过1000万t的大型矸石山有5处。

1998年前，由于采取在沟壑地带自然倾倒堆积的排矸方法，阳煤集团的矸石山经常发生自燃，产生了大量的有毒有害气体及烟尘，加之矸石淋溶，对大气环境、地表环境和地下水环境造成了严重污染。经监测，间隙气流中有毒有害气体含量超过国家大气环境质量三级标准的10倍以上，有的甚至超标近200倍；堆矸顶部裂隙及松散部位，地表温度高达70-80℃，自燃火区温度高达200-400℃；矸石山周边的庄稼及草木被大片熏死，有的几乎寸草不生，附近居民叫苦不堪。有毒有害气体随风而下，整个矿区笼罩在一片烟尘气堡中，使阳泉市的整体大气质量受到严重影响。阳煤集团每年因矸石山自燃，要付出大量的财力和精力去处理与附近居民产生的摩擦，经济效益和社会效益均受到了很大影响。因此，1998年后开始重视煤矸石山的科学治理。

2 煤矸石山综合治理措施

为了规范各矿煤矸石的排放与处置，杜绝煤矸石自燃，防止煤矸石堆放造成新的环境污染和生态破坏，形成标准化和制度化，阳煤集团根据国家有关法律、法规及环境保护相关要求，结合集团公司的实际，设立了排矸和矸石山专业治理队伍—阳泉煤业（集团）股份有限公司运输部。运输部利用煤矸石回填荒沟、复垦造地、恢复植被，对已闭库的矸石山进行覆土、绿化治理。经过十多年的艰苦探索，总结出了科学的排矸工艺、矸石山灭火、造地绿化等方面行之有效的技术措施体系，保持了新排矸石山不自燃，旧矸石山换新貌，实现了“无烟矸石山”的目标，造地绿化工作取得新进展，生态恢复成效显著。

2.1 煤矸石排放与处置原则制度

阳煤集团在煤矸石排放与处置上按以下原则进行：一是新矸石场选址时，尽可能选择在离市区较远的荒山沟，尽可能少占或不占耕地；二是在排矸场未投入使用之前，必须完成煤矸石的排放、处置设计；三是排矸处置遵循“由下向上、分层碾压、黄土覆盖、恢复植被”和“边排边治”的原则，切实做到“闭库一块治理一块、闭库一处治理一处”，保证矸石场安全运行；四是严格排矸工艺，一般每层矸石堆放厚度2-4 m时覆盖0.3-1.0 m厚的黄土作为隔离层；五是对达到排矸高度的边坡及平台，及时进行削坡、平整、碾压、覆土和绿化，覆土厚度一般为0.5-1.0 m，然后种植草灌；六是为防止暴雨径流进入排矸场造成冲刷和滑坡，在实施拦挡工程的基础上，在周边开挖截洪排水沟，底部设置排水涵洞等设施；七是为提高排矸场的容量，增大服务年限，堆矸前尽可能将矸石场内的黄土挖出临时堆存，供覆盖隔层和后期植被恢复覆用土；八是排矸场服务期满后，按照设计进行封场闭库、复垦利用，并定时检查维护，保证安全。

2.2 煤矸石排放工艺流程

总体思路为“由下向上，缩小凌空，分层压实，周边覆盖”。主要技术措施与工艺流程为：砌筑挡矸坝（墙），建立完善截洪排水设施，分层排放、分层碾压、分层覆盖，如此循环，直至闭库。

运输部承接的排矸任务有两类：一类是接手前排矸场仅有少量煤矸石排放，未发生自燃，按照上述技术措施进行实施；另一类是接手前排矸场就已堆放了大量矸石，并已发生自燃，结合灭火施工，施行新的排矸工艺流程和治理措施。

2.3 煤矸石山灭火工艺

为治理煤矸石山自燃，运输部从1990年开始进行灭火治理。通过不断摸索、实践和总结，在国内首创了“由上向下、推散火层、斜坡压实、封闭覆盖”和“钻孔注浆”相结合的灭火方式。1998年以来，基本实现了无烟矸石山的目标。

2.4 造地绿化技术措施

实施灭火后的矸石山，若不及时采取植被恢复措施，原有的碾压、覆盖层经过风化、雨水冲刷等破坏，部分区域有可能出现复燃现象。通过摸索与实践，运输部总结出了造地绿化系列技术措施：一是在实现无烟排矸场的基础上，加强闭库矸石场顶面、坡面的碾压平整，使矸石密实度达到85%以上，地面起伏度为±10 cm；二是闭库矸石场顶面覆土层厚度达到1 m，确保种植利用的基本条件；三是在无供水条件的矸石山周围，修建蓄水池蓄积天然降水径流，以供生态恢复用水；四是在有供水条件的矸石山上，铺设供水管道，保证生态用水；五是在覆垦矸石场建设保暖大棚等设施，确保四季生产条件和提高经济效益。

运输部在总结以往矸石山治理经验的基础上，从2006年起，大规模地实施了闭库矸石山的生态恢复工程，至今治理矸石山面积达333余hm2。

为了进一步改善矸石山附近居民的生活环境，积极响应阳泉市委、市政府“三城同创”（即创建国家园林城市、国家卫生城市、国家环境保护模范城市）的战略目标，运输部在矸石山治理的基础上进一步开发，将部分昔日的矸石山打造成了附近居民与职工家属的休闲娱乐公益性公园，为闭库矸石山治理创造了新的生态恢复模式。随后，运输部又大胆尝试在矸石山上建造生态园区，不但栽种了花草，还种植了各种瓜果、蔬菜，既美化了生活环境，又让广大职工吃上了绿色新鲜的蔬菜和水果，实现了经济效益和社会效益的“双赢”。运输部的矸石山治理成果，达到了国内领先水平，各级领导参观考察后给予了高度评价。

3 结语

阳煤集团运输部总结推行的上述矸石山治理方法，成效显著，符合工矿项目区水土保持要求，起到了示范引领作用，为煤矸石排放及治理提供了可靠的理论基础和实践指导。