何心明
　　摘要：煤矸石是煤炭开采、洗选过程中产生的固体废弃物，按照传统方式随意排放堆积，必定会引发严重的地质环境问题；另一方面，煤矸石也是可资利用的资源，如加以科学处置、合理利用则能化害为利，成为保护矿山地质环境，服务经济社会建设的有用之才。
　　关键词：煤矸石 地质环境 对策 综合利用
　　0序言
　　贵州是中国南方煤炭资源最丰富的省区，含煤面积占总面积的40%以上，共有远景储量2400多亿吨，探明储量500多亿吨，素以“西南煤海”著称。贵州煤种多，质量好，在西部大开发战略的强劲拉动下，原煤产量经历了10余年的持续稳步增长，从2000年的3025万吨提高到2010年的1.5亿吨以上，跃升为本省第一支柱产业。以丰富的煤矿资源为基础，贵州省委、省政府发布的“深入实施西部大开发战略意见”提出，在未来几年里将进一步加大资源整合力度，培育一批年产3000万吨以上的大型煤炭企业或企业集团，到2015年实现原煤产量2.5亿吨。煤炭产量的增加，在满足社会需求促进经济发展的同时，煤矸石的产出量也会大量增加，如不对综合利用问题加以重视，采取必要对策促使其向有益的方向转化，势必造成极为严重的地质环境问题，进而成为制约我省“又好又快、更好更快”发展的瓶颈。
　　1、煤矸石处理状况及产出量增加趋势
　　1.1就地堆积自然处理为主的方式
　　长期以来，我省煤矿采掘和洗选企业，把同煤炭生产同时产出的煤矸石视为无用之物遗弃，大量堆积于工业场附近，日积月累成为一座座颇为壮观的矸石山，任凭日晒雨淋、风化剥蚀。仅六盘水市境内的六枝特区、钟山区、水城县、盘县特区的大型煤矸石山就有30余座，堆放高度从80余m到200余m，总质量估算高达9500×104t，压占土地面积多达400余公顷。据2005年资料，我省5265个矿山的固体废弃物年产出量为6990.77×104t，年排放量为5372.43×104t，共占用和破坏土地为3764.18公顷，其中煤矿产出的固体废弃物压占与破坏的土地资源为总数的87.06%，已成为我省耕地遭受损毁的最主要原因之一。
　　1.2能源基地建设与煤矸石产出趋势
　　国家“西电东送”工程实施以来，在强大的市场需求带动下，我省煤炭年产量已从2000年的3025万吨增至2009年的1.3亿多吨，2010年达到1.5亿吨。计划到2015年，贵州将通过深入实施“西电东送”工程，新建一批火电和水电企业，使装机容量将达到4500万千瓦以上，并建成“两直六交”500千伏电网外送通道，向外输送能力达1400万千瓦。为达到这一目标，省委、省政府提出到2015年末，全省原煤年产量将达2.5亿吨，工业总产值达1500亿元/年以上。按我国每生产1亿吨煤炭排放矸石1400万吨左右；每洗选1亿吨炼焦煤排放矸石量2000万吨；每洗1亿吨动力煤，排放矸石量1500万吨的系数计算，到2015年末煤矸石的年度排放量将达7500×104t左右，如仅采用任意排放自然堆积的方式进行处理，将压占土地400多公顷，几乎等同于贵州名胜黔灵山的占地面积。
　　2、煤矸石不当排放造成的地质环境问题
　　煤矸石的随意排放和大量堆放，不仅压占土地，影响生态环境，还造成了一系列地质环境问题，其危害主要表现为：
　　2.1引发地质灾害
　　1）滑坡：随意堆积的大量煤矸石，破坏了坡体的原始平衡，是大量矿山滑坡地质灾害产生的重要诱导因素。全国每年因此类灾害造成的经济损失以数亿元计，我省也因矿山地质灾害导致大量财产损失和部分人员伤亡发生。
　　2）泥石流：煤炭采掘、洗选排出的煤矸石，如果随意堆放在沟谷、斜坡处，将为泥石流的形成提供大量物源，在大气降水形成的洪水冲刷下，很容易成为破坏力惊人的泥石流。
　　2.2造成环境污染
　　1）污染空气：煤矸石山在半年到一年后产生约10厘米厚的风化层，随时间的推移和风化程度的加深而变细。据统计，当发生4级以上风力时，直径在1～1．5cm的粉尘将从矸石山表面剥离，飘扬高度在 20～50m以上，造成粉尘污染。煤矸石中含有一定的可燃物，在适宜的条件下煤矸石会发生自燃，排放二氧化硫、氮氧化物、碳氧化物和烟尘等有害气体污染大气环境。盘江煤电集团老屋基矿、水矿集团汪家寨矿6座煤矸石山都曾自燃过，持续燃烧时间长达10年之久。
　　2）污染水资源：煤矸石的露天堆放，常年风吹日晒，雨水冲刷，风化分解，从而产生大量粉尘、酸性水、携带有重金属的淋滤水，并下渗污染地下水和位于堆积体下游的地表水体，造成多个地区的水质性缺水问题。
　　3）污染土壤：矸石山在长期的淋滤作用下，F-、CN-、Cr2O42-、Cr207-、酚等有害元素运移至地表，被土壤吸附而富聚到表土层，极易杀死土壤中的微生物，使土壤因腐解能力而降低丧失肥力，致使被污染的土壤失去植物生长所需养分，污染严重的地方甚至永久性的草木不生。
　　2.3压占损毁土地
　　我省是没有平原支撑的内陆山地地区，可耕地资源十分贫乏，而堆贮煤矸石却占用了大量的土地资源。据统计，截止到 2004年底，我省煤矸石压占损毁的土地就达3277.10公顷，且呈逐年增加趋势。特别是在西部、西北部的主要产煤区内，大量煤矸石的堆积，压占和损毁了大量良田耕地，导致矿区周边村民无地可耕，不仅危害到粮食安全，影响到村民生产生活，还构成了社会失稳的重要因素，成为严峻的社会经济问题。
　　3、化害为利积极推进煤矸石的综合利用
　　煤矸石是多种矿物混合组成的沉积岩，主要由高岭土、石英、蒙脱石、长石、伊利石、石灰石、硫化铁、氧化铝和少量的稀有金属氧化物组成，它的化学成分复杂，主要为氧化硅、氧化铝、硫化铁等。既是煤炭开采、洗选加工过程中产生的固体废弃物，也是可利用的资源，具有明显的双重性。从上个世纪的60年代起，西方发达国家对煤矸石的综合利用就给予了高度重视，到70年代，法国、德国等国家的煤矸石利用率已达30％～50％，部分矿区的煤矸石利用率甚至达到100％。进入21世纪，我国实行谁排放谁治理，谁利用谁受益，综合利用，变害为利的原则，在这一原则指导下，我省可采用以下主要方式对煤矸石加以综合利用，进而达到保护矿山地质环境，化害为利为经济社会建设服务的目的。
　　3.1 煤矸石用作发电燃料
　　推广利用煤矸石、煤矸石与煤泥、煤矸石与焦炉煤气、矿井瓦斯等低热值燃料发电。2005年年末，全国已建有煤矸石、煤泥等低热值燃料电厂200余座，煤矸石电厂装机容量已经发展到550万kw，我省瓮安、六盘水等地煤矿同期兴建了一批低燃值的煤矸石、矿井瓦斯发电厂，不仅消耗新增煤矸石，还逐渐把以前堆积的矸石予以消化。
　　3.2 作为建筑材料及制品原料
　　1）煤矸石制砖：未经燃烧的煤矸石配料制砖可以节约原煤，并且有投资少、方法简单的有点，目前已在我省煤矿企业中推广使用。煤矸石空心砖具有强度高保暖性好等特点，受到建筑行业和消费者的普遍欢迎，具有很大的发展空间。
　　2）煤矸石制水泥：盘电集团山脚树煤矿采用过火矸作水泥混合材料技术生产硅酸盐水泥，不仅满足了本矿对水泥的需要，还有部分产品通过市场流通到需求方。社会需求使该矿矸石产出几乎为零，还不得不把原堆放的矸石作为原料投入水泥生产。
　　3.3用于环境恢复和土地复垦
　　改善矿区生态环境，调整矿区产业机构，降低煤炭资源枯竭对矿区持续发展影响风险，是我省当前煤矿区可持续发展亟待解决的重要问题。煤矿开采将导致地表沉陷损害，破坏宝贵的耕地资源。使用煤矸石充填是一种重要的复垦方式，在利用废弃物的同时解决沉陷地的复垦问题，可取得一举两得的效果。
　　3.4 用作道路工程建设渣石料
　　筑路对于煤矸石的种类和品质没有特殊的要求，对有害成分含量的限制要求不高。煤矸石用于筑路工程具有耗渣量大、无须进行特殊处理、不需采用特殊技术手段的优点，是利用煤炭工业废弃物减少环境污染损害的有效途径。我省道路交通建设正处于快速发展期，对石渣的需求量巨大，用煤矸石作为道路建筑材料，可极大地缓解甚至消除青山挂白的问题。
　　3.5作为防治地质灾害的注浆填料
　　煤矸石具有潜在的火山灰活性，在一定条件下可激活并运用于工程注浆，将破碎松散的岩层胶结成一个整体，利用浆液与土体、岩石破坏结构体的共同作用改善岩层的物理力学性能，从而形成一个结构新、强度大、防水性能高、化学性能稳定的“结石体”。将煤矸石制成注浆材料，对因建设、采矿等造成的岩层移动变形的空间注浆加固，可减少岩层移动、变形、破坏量，防止地质灾害的发生，达到保护人民生命和社会财产安全的目的。