煤矿固体废弃物的危害与环保治理技术

2022-09-11

引言

矿山固体废弃物主要包括如下几种:第一,矿石开采产生的大量废石;第二,选矿产生的尾矿;第三,选矿产生的尾矿等等。现在,我国在开采煤矿的过程中,主要选用的开采方式:采主弃副与采富弃贫的形式。矿山开采时所产生的废石、尾矿以及相应的尾渣等,不仅对环境构成破坏,而且严重浪费资源。通过调研发现,我国矿山固废存量大,附加值低等问题。因此在新的历史背景下,为了应对环境问题,必须对矿山资源废弃物的环保进行研究。

1.矿山固废的危害及其危害途径

(1)矿山固体废弃物的危害

通常矿山废弃物主要有如下几个方面的危害:占用土地、诱发地质灾害、污染环境等。矿山废弃物堆积,占用土地资源,构成资源的浪费。由于矿山废弃物中包含着一定的矿物质,经过雨水的冲刷,将会向矿区地表水以及地下水渗透,这样会对土壤以及水质带来严重的污染,当某一种矿物质含量达到一定量时,就会使得地下水具有一定的毒性,这样生态环境就会遭到破坏。在对矿产资源进行开发时,并没有对土地复垦以及修复措施,这样大大降低土地的承载能力,对该地区的地质带来破坏,不仅引发地表塌陷、裂缝等,甚至引发区域性生态环境失衡。

(2)矿山固体废弃物的危害途径

煤矿开采的煤矿石往往都采用露天堆积,从而形成矿石山,其中包含着大量的有害物质以及化学物质,经过各种渠道渗透到大气、土壤以及地下,会对周围的生态环境带来极大的破坏。这些废弃物能够借助各种环境介质进入人体,对人的生命安全构成危害。如图1所示,煤矿是直接或者间接的进入人体,对人构成危害。

2.矿山固废环保治理技术

(1)堆置处理

堆置主要是按照设定的场地方式处理矿山废弃物。此类方法对于场地的选择尤为重要,相关人员必须对地形、水文以及大气进行全面的调研,制定相应的可行性分析。堆置地点不仅需要对地下水进行保护,而且能够有效地防止风蚀。与此同时还必须保证堆积场不能发生二次污染,通常选用石块以及泥土对其进行覆盖,此外还需要种植一些植被等,现在我国实施的堆置方式主要包括如下几种:第一,湿法排放;第二,尾矿库堆存;第三,尾矿干排等。

(2)资源化利用技术

对于大量堆置的矿山废弃物而言,其是重要的资源。部分国家将其当做“人工矿床”“技术成因矿床”。通过查阅文献发现,日本与美国在尾渣利用方面可以达到75%～85%,而德国则可以达到100%。矿物质所具有的组成成分、颗粒度等,制定相应的利用途径,最大限度的避免不必要的浪费,以及为环保做出应有的贡献等。

国内外对煤矿废弃物进行的再利用技术主要包括如下几个方面:第一,借助全新的技术设备回收有价值的金属。第二,将粗粒尾矿作为混凝土骨架,而相应的细颗粒尾矿作为建筑物用料来使用,对于一些非金属矿产颗粒物可以制作成建筑材料,主要包括下列几个部分:水泥、微晶玻璃以及相应的空心砖等。第三,可以使用矿山废弃物加工成为控释肥,由于矿山废弃物包含一定的吸附性矿物,将其改变性质能够提高其依附性,从而能够将矿山废物作为控释肥的原料,这样不仅可以达到变废为宝的目的,而且能够有效地降低成本。最终能够达到降低环境污染的可能性,为我国农业的发展注入活力。第四,做为矿山井下填充物,这样不仅能够减少矿山废弃物占用空间,而且能够避免矿山因开采之后出现下沉,能够有效的避免地质灾害的发生。

(3)生态环境修复技术

现在,大部分矿山对于废弃物的处理主要是选用堆置的方法,从而伴随着一定的环境问题以及地质灾害,矿山堆置往往能够对矿山资源造成浪费,以及对堆置地点周围的环境造成污染。矿山废弃物的堆置地点环境的修复主要是由植被的生长实现。对于一些污染严重的地区,植被生长相对困难。现在煤矿山资源地区环境修复问题已经成为我国环境保护的重要问题。

3.矸石山的治理及煤矸石的综合利用

现在,我国将煤矿石的合理利用作为一项技术开发机制。怎样在使用煤矿石的过程中,避免污染,这些已经成为当前急需解决的问题。煤矿石的开采是一项系统工程,不仅需要结合不同的技术单位,而且需要面对各个利益矛盾体。为此我国相关部门制定了相应的应急机制,实现煤矿石的综合开发以及合理布局等,这样能够有效地提高煤矿石的利用率。现在煤矿石的利用方法主要有如下几种:

(1)煤矸石用作燃料发电

在2018年,我国已经创建了300多座煤矿石低热值发电厂,其总装机容量可以达到400万KW,而年发电量可以达到20亿KW·h。而截止到2019年末,煤矿石电厂装机总量可以达到600万KW。

(2)煤矸石用于制造建筑材料

煤矿石能够用于如下几个方面:第一,制作砖块;第二,生产水泥;第三,生产瓷砖等。对于并未燃烧的煤矿石,其可以配料制成砖,这种方式投资少,操作简单等特点。截止到2018年底,我国总共建造了300多座煤矿石开采场,其生产能力可以达到40亿块标准砖。在“十三五”期间,我国共计建立了30条煤矿石新型墙体材料生产线。而对于建筑轻集料而言,其加工工艺繁琐,并且对设备的要求相对较高,因此我国在此领域涉及较少。

(3)煤矸石用于复垦

煤矿企业在开采煤矿的过程中,往往诱发地表发生沉陷,导致出现耕地的浪费。我国为了保证矿山资源的可持续发展,在对矿山地区进行维护的过程中主要围绕如下几个主题:优化矿区生态环境、对矿区产业进行产业升级、有计划地对煤矿资源进行开采等。由此可以看出,需要对矿区进行统筹规划以及复垦工作。煤矿石填充能够有效地实现复垦,不仅能够有效的处理废弃物,而且能够解决沉陷问题等。

(4)煤矸石用于道路工程

由于修路对于煤矿石的质量,没有特别的要求,并且对有害物质也未有相应的要求。煤矿石用于筑路有如下特点:第一,耗渣量大;第二,不需要进行特殊处理;第三,不需要借助特殊的技术等。从而能够极大地解决环境污染问题等。

(5)煤矸石用于注浆技术

对于煤矿石而言,可以采用相应的技术方式激活煤矿石的火山活性,能够把松散的岩层浇筑为一体,从而能够有效地改善土体与岩石的力学性能,防止出现坍塌等现象。对于由于在开采过程中出现岩层移动的现象,可以通过及时的注浆,避免岩层移动。现在在工程实践过程中,地面减沉控制已经广泛使用,也是煤矿石综合利用的新途径。

4.结语

由于我国矿藏资源丰富,开采相对较多,从而出现煤矿废弃物较多,并且呈现如下特点:分布广、数量大、占用资源以及污染生态环境等。当前我国自然环境相对薄弱,构建一个优美的生态环境已经成为人民对美好生活向往的一个重要标志。随着环保事业的发展,我国相关部门对矿山废弃物进行严格的把关。矿山开采企业开始对堆置进行优化设计,对尾矿库的环境保护进行优化管理。不断革新开发矿山固废资源化技术,使得固废材料能够实现产业化发展。不断加强对废弃地再生产的修复,优化矿山固废对周边环境的影响,这样不仅可以做到变废为宝,而且能够可以优化生态,提高经济效益。

摘要：为有效减轻煤矿固体废弃物的危害,本文基于当前国内煤矿固体废弃物的主要来源,分析了煤矿固体废弃物现存主要危害与具体危害途径,并结合自身工作实践,提出了一系列环保治理措施,实际应用结果表明,通过科学、合理的应用这些措施,能显著减少矿山固体废弃物的危害,有效保护生态环境,更好的保障煤矿开采的长期健康可持续发展。

关键词：矿山,固体废弃物,问题,危害,治理措施