煤炭资源综合利用技术探究

张 芫

（准格尔旗宏丰煤炭运销有限责任公司，内蒙古 鄂尔多斯 010499）

我国的经济发展离不开煤炭资源，煤炭资源为工业的发展提供了动力。煤炭资源促进经济发展的同时，也带来了突出的环境问题。现阶段，环保理念已经深入到各个行业，各行业都积极进行技术革新、产业结构升级，从而实现节能减排的目标，减少生产活动对环境的破坏。在全社会都十分关注节能减排的情况下，煤炭企业同样需要做好节能减排工作，主要方式就是提高煤炭资源的利用率，减少煤炭资源在开发、使用过程中的浪费，研究综合利用技术，发展循环经济，实现煤炭企业的可持续发展，这既是社会发展的要求，也是煤炭企业发展的要求。煤炭资源的综合利用是指建立清洁、高效、充分利用的资源开发目标，对煤层气、煤泥、煤研石、矿井水等煤炭资源的伴生物以及废弃物进行开发和利用，提升煤炭资源的利用率，进而提升煤炭资源的经济效益。

1 煤炭资源综合利用概述

1.1 资源综合利用的概念

资源综合利用可以分为广义和狭义两方面。广义的解释是指将资源根据不同的功能、特性、成分进行综合开发，实现无用变为有用、一用变为多用的目标，并通过寻找资源的替代物，提升资源的综合功能和效益[1]。狭义的解释是指对资源使用产生的废弃物进行再生利用，也就是对废气、废水、废渣等废弃资源的重新利用。

煤炭资源的综合利用是相较于传统的媒体资源开发利用而言，传统的煤炭企业在煤炭资源的开发方面存在粗放式开发、利用率低、效益低、能耗大以及污染大的特点。煤炭资源的综合利用则是对煤炭资源的开采、加工都有了更深层次的发展，以期获得最佳的经济效益、社会效益、环境效益[2]。综合利用的实质是煤炭企业进行产业结构调整，转变粗放的经营方式，提升资源的利用率，降低资源消耗，获取更高效益。

1.2 循环经济理论

循环经济是生态经济的一种形式，要求以生态学的规律，指导经济发展。循环经济的核心在于资源的循环再生，以此实现“减少资源利用，提升资源效应，资源回收再循环”的目标[3]。这种发展理念具有消耗低、排放低、效益高的特点，同可持续发展理念有着相似之处，将其用于资源消耗量比较大的煤炭企业有着重要的现实意义。这样可以减少煤炭资源开发和使用中存在的资源浪费、环境污染、资源使用效率低的问题，降低环境损害，提升资源使用效率，因此循环经济是未来经济发展的必然选择。国外对于循环经济有着很好的实践，例如，美国使用回收的废钢铁用于炼钢；法国回收废纸用于造纸；德国回收废塑料用于燃料等。煤炭开采伴随着许多共生和半生资源，如煤层气、煤矸石等，煤炭资源产生的废弃物等都可以用于回收，实现二次利用，做到变废为宝。

1.3 可持续发展理论

可持续发展理论指的是以发展的眼光看待资源问题，当代人的发展需求不能损害到后代人的发展需求[4]。可持续发展理论的提出主要源于资源的有限性，资源数量是有限的，人的需求是无限的，人们对于资源的使用应该不影响子孙后代对资源的使用。现阶段，资源、经济、环境保护三者密不可分，经济的发展需要资源，资源的过度开发带来环境破坏，可持续发展理论要求处理好资源开发、经济发展、环境保护三者的关系[5]。因此，煤炭企业走可持续发展道路，势必要从煤炭资源的节能减排入手，加强煤炭资源的综合利用，提升煤炭资源的利用率，减少资源消耗量。

2 煤炭资源综合利用技术

2.1 煤炭加工的综合利用技术

煤炭加工的综合利用技术主要包括以下几种：煤炭洗选、型煤、配煤、水煤浆、煤气化、煤液化和煤焦化[6]。

2.1.1 煤炭洗选

煤炭洗选是最为常见的加工技术，通过对煤炭的洗选，提升煤炭的质量。通常情况下，洗选的方法有机械、人工、微生物选煤和物理化学选煤等方法，主要目的在于清除煤中的杂质，提升煤的清洁度和质量。

2.1.2 型煤

型煤是指将一种或者多种煤添加黏结固硫剂而加工成的燃料或者原料。同样地，型煤技术也是一种提升煤炭利用率的方式，可以有效减少煤炭燃烧对环境的污染。型煤可以分为工业型煤和民用型煤，相较于散煤，在燃煤、烟尘、二氧化碳、二氧化硫的排放量都降低很多。

2.1.3 配煤

配煤是通过一定比例的掺配而形成的混合煤，属于人为加工的煤种。通常情况下，根据不同煤存在的性质差异，人们可以采取掺配的方式，取长补短，充分利用资源，减少污染物的排放。

2.1.4 水煤浆技术

水煤浆技术是20世纪70年代推出的技术，将燃煤液化，用其替代燃油，已经用于商业领域。水煤浆燃烧效率高、含硫量低，相较于燃煤和燃油，二氧化硫的排放量降低很多。

2.1.5 煤气化

煤气化是针对煤炭燃烧污染空气而产生的新技术。煤气化技术目的在于减少煤燃烧产生的大气污染，以此提升煤的利用率和经济效益。煤气化技术可以生产出合成气，将其用于发电、民用燃气、化工品生产等。

2.1.6 煤液化

煤液化是指通过加工将煤转换为液体，可以分为直接液化技术和间接液化技术。煤炭液化后，人们可以得到液化油和煤气。该项技术有着重要的战略意义，产品可以用作石油的替代品。

2.1.7 煤焦化

煤焦化也就是对煤炭进行高温干馏，在真空的条件下将煤炭进行加热（温度保持在950℃左右），产生焦炭、煤气、煤焦油等。焦炭可以用于炼铁，也可以用于制造电极、电石。煤焦油含有许多化工原料，可以用于染料、医药、炸药和农药等行业。高温干馏技术可以减少燃煤对环境的污染。

2.2 煤炭开采过程以及废弃物的综合利用

煤炭资源开采过程中同样存在许多可以利用的资源，包括煤层气、煤矸石、矿井水等资源的利用。煤炭在使用过程中产生的废弃物也可以进行综合利用，如煤渣、煤灰。

2.2.1 煤层气的利用

煤层气又被称为瓦斯，是一种易燃易爆的气体，对煤炭资源开发构成极大威胁。现阶段，国内对于煤层气的回收利用相对较少，大多将其用于发电、汽车或者民用方面，工业领域的应用较少。煤层气可以用于替代天然气，从能源发展战略来看，开发和利用煤层气势在必行。从环保角度分析，煤层气属于温室气体的一种，直接排放的煤层气带来的温室效应是二氧化碳的20～25倍，损害臭氧层的程度是二氧化碳的7倍，而对煤层气进行开发利用，可以降低CH4的排放，相较于石油和煤炭，燃烧时其二氧化碳产生量较少，可以一定程度上减少对环境的污染，进而保护环境。从经济效益来看，煤层气的开发利用不仅可以减少瓦斯爆炸带来的经济损失，而且可以发展新产业，将煤层气转换为经济效益。

2.2.2 煤矸石的利用

煤矸石同样属于煤炭资源的废弃物，人们可以将其充分利用，实现废弃物的重新回收利用。据相关资料统计，每开采1亿t煤矿，会产生1 400万t煤矸石；每加工1亿t焦煤，会产生2 000万t煤矸石；每洗1亿t动力煤，会产生1 500万t煤矸石。由此可以看出，煤炭开采、加工期间会产生许多煤矸石，将其为废弃物直接丢掉，会给环境带来污染，有必要对其进行回收利用。煤矸石可以用于多个领域，它是一种很好的资源：煤矸石可用于填充塌陷区，实现土地资源的再生；煤矸石燃烧废弃物，可用于改良土壤；煤矸石可以制砖、替代水泥，用于建筑领域；煤矸石可以用于公路路基建设，也可以用于填平路坑等；煤矸石可以提炼出铝和其他金属；煤矸石可以用于发电等。

2.2.3 矿井水的利用

在开采和加工过程中，煤矿需要使用大量水进行降温、冲洗。这些水被称为矿井水，通常会被直接排放，不仅浪费水资源，而且对地下水造成污染。据资料统计，重点煤矿的矿井水排放量每年超过12亿t，每开采1 t原煤，就产生0.6 t废水。因此，人们可以运用污水处理技术，实现矿井水的中水回用。处理后的矿井水可以用于多个领域：二次用于煤炭的洗选与加工，重复利用；用作生活用水，如绿化用水或者盥洗用水；用作工业用水，如冷却水、锅炉水；用作农业用水，如水产养殖、农业灌溉；用作生态补给水，如补给河流、湖泊等。

2.2.4 煤灰与煤渣的利用

燃煤用于工业发电会产生许多固体废弃物，其中煤灰和煤渣是常见的废弃物，这些废弃物同样可以回收利用。在欧美国家，一些大型电厂已经实现了烟气净化、干灰调湿、灰渣干排的操作，既实现了清洁发电，又实现了煤灰、煤渣的回收利用。煤灰和煤渣通过回收可以用于以下领域：热量回收，回收煤灰、煤渣中的热能；井下注浆，用于填充塌陷区；用于水泥的掺加料；制造建筑用砖；用于铺路；用于化肥等。

2.3 煤炭共生、伴生物的利用

煤矿并非单独存在，而是存在许多共生和伴生物，它们也是重要的资源，人们可以将其开发和利用。现阶段，人们对于这些共生物、伴生物缺乏利用意识，但是随着经济发展，非金属矿产资源的需求量持续增长，因此开发和利用煤炭共生物、伴生物资源便显得很有必要。煤炭资源的共生物、伴生物有耐火黏土、高岭土、膨胀性黏土、硅藻土、高铝黏土、石英石墨和硫铁矿等。部分矿产的分布广，品位高，有着很好的工业利用价值，例如，铝土矿是炼铝的重要原料，其在煤层中十分常见。

3 结语

煤炭资源是重要的矿产资源，广泛应用于各行各业。煤炭资源的开发、加工和利用，极大地推动了社会经济发展，但同时也加剧了环境污染。本文主要研究了各种煤炭资源综合利用技术，旨在引导煤炭生产企业加强资源综合利用，达到节能减排的目的。因此，煤炭企业必须立足环境保护，积极研发、引进和推广煤炭资源综合利用技术，提升煤炭资源利用率。