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摘 要
煤矸石是煤矿开采过程中产生的附属物，这种附属物是一种工业废弃物，如果处理不当，不仅影响到矿井环保工作的推进，同时会浪费土地资源，制约矿井的可持续发展。因此，如何合理有效的利用煤矸石是每一个矿井必须要面对的问题。基于此，本文对现煤矸石的危害、利用现状进行阐述，寻求利用煤矸石的有效途径，将煤矸石变废为宝，提高利用率，为类似矿井煤矸石的处置提供借鉴。
目前, 煤炭能源在我国仍然占有较大的比重, 作为一个煤炭生产和消费占比都较高的国家，煤炭生产和清洗过程中产生的大量煤矸石废渣的处置和利用问题逐渐受到社会的关注。我国对于煤矸石综合利用的研究起步相对来说比较晚,而且目前利用方式比较单一, 所产生的产品附加值也比较低。目前，我国煤矸石的堆积量仍十分庞大, 大量的土地资源由于煤矸石堆积而被浪费, 煤矸石长期堆放被风化后还会释放有毒气体及有毒物质, 严重威胁着人们的身体健康。煤矸石综合利用率低，每年排放量居高不下，因此加强煤矸石资源化利用研究刻不容缓。
煤矸石综合利用方式包括井下充填、发电、生产建筑材料、回收矿产品、制取化工产品等。本文针对煤矸石的情况，对煤矸石的利用现状进行分析，并提出适合大量煤矸石处置的建议。
01.煤矸石对环境的危害
煤矸石是在煤矿开采及洗选过程出现的，由于富含碱土、金属以及大量的碳、氧、氮、铝、硫、钾、硅等多种化学元素，还包含有大量的有机成分，因此，煤矸石具有淋溶、自燃及稳定性差等特点，对环境产生了严重的危害。
（1）煤矸石自燃产生的危害
目前，煤矸石最常用的方法是露天进行存放，在存放的过程中，由于煤矸石内部的热量会随着时间的推移不断集聚，在达到一定程度后发生自燃现象。自燃后大量的有毒有害气体随着燃烧出现，向空气中排放，严重污染矿区的环境，同时大量的有毒有害气体还会对周边的环境造成不利影响。
（2）破坏自然景观和危害生态环境
目前煤矿排放的矸石大多都是露天堆存，或多或少的侵占了耕地，这种现象在平原地区变得尤为明显，并且还在不断增长。露天堆存的煤矸石会严重破坏或埋压原有的地貌及植被，而且煤矸石在排出过程中产生的粉尘以及自燃产生的有害物质都会对周边动植物的生存产生影响，主要表现在矿区植被覆盖率下降、植物种类锐减、植物生长减缓、病虫害增多等，对矿区的生态环境和人类的生存环境都产生了严重的危害。
（3）淋溶水污染
为防止煤矸石的自燃，一般矿井会通过向煤矸石喷淋的方式进行降温，煤矸石在喷淋水和降水的影响下，矸石内部的有害物质会溶解到水体中和土壤中，造成水资源和土地资源的污染。尤其是具有强酸性的淋溶水进入水环境时，会对水环境中的微生物产生很强的冲击力，从而会大大抑制或消灭水中微生物的生长繁衍，降低水体自净能力。煤矸石中还含有少量的重金属元素，如铅、铬、汞等，这些重金属元素都为有毒元素，渗入土壤或进入水体后，会对水环境或土壤环境产生严重影响，并会通过食物链进一步危害到人体的健康。
（4）其他危害
煤矸石在堆放时的堆放角度在38°~40°最宜，若矸石山的坡角过大、堆放过高或者受到人为因素的影响，在爆炸冲击或暴雨侵蚀时，极易产生滑坡、坍塌或者泥石流等灾害。而对处于自燃状态的矸石山，淋溶水渗入后受热急剧膨胀，会引起爆炸，严重危及到周边居民的安全。
02.煤矸石综合利用存在的主要问题
（1）煤矸石综合利用相关法规政策的不完善
政府的支持是有效解决利用煤矸石的重要举措，但是尽管目前国家出台了一系列有关煤矸石利用的法律法规，但在执行过程中，还存在政策落实不到位、执行困难的情况。尤其是在煤矸石的综合治理和奖惩激励措施还不完善的情况下，煤矸石的利用过程显得困难重重。
（2）煤矸石综合利用技术较为落后
目前, 国内发展煤矸石综合利用的企业规模相对来说都比较小, 在技术研发和技术设备上都存在诸多不足, 开展相关技术研究工作进展比较慢, 成效也并不理想。国外有关煤矸石综合利用的先进技术, 直接引用也并不完全适用, 存在诸多缺陷, 因此我国煤矸石综合利用技术水平明显落后于国际先进水平。
（3）煤矸石综合利用缺乏资金保障，区域之间发展水平差异明显
煤矸石的综合利用以及相关新技术的研发都必须有充足资金的支持, 煤矸石综合利用整个研发和利用过程周期比较长, 产生效益的周期也比较长, 虽然现在有关于煤矸石综合利用的贷款项目, 但是申请成功率不高。由于各地区重视程度及资源程度的不同, 我国不同地区之间对于煤矸石的利用率差异比较大。
03.煤矸石综合利用的途径
（1）利用煤矸石发电和供热。煤矸石中发热量在6300kJ/kg以上，且含碳量相对较高的，适合作为燃料进行发电和供热。使用煤矿大量堆存煤矸石和以及其他一些低热值的燃料燃烧，替代优质煤进行发电供热，既能有效利用煤矸石的热值，又能够节约大量的煤炭资源，还减少了水土流失和废物占地，而且矸石电厂产生的炉渣和废灰还可进行综合利用，杜绝二次污染，经济效益和环境效益显著。
（2）利用煤矸石生产建筑材料。目前，将煤矸石进行重新加工，制作为新型的建筑材料是一种相对成熟且利用率较高的技术。通过将煤矸石进行加工，制作为煤矸石制砖（包括生产烧结砖和 作烧砖内燃料）、生产轻骨料、生产空心砌块、代替粘土生产水泥以及生产新型墙体材料。
（3）利用煤矸石生产肥料。煤矸石中的碳质页岩及含碳粉砂岩，其有机质的含量一般在15%左右，还含有利于植物生长的Cu ，B，Zn ，CO，Mn，Mo等多种微量元素。近年来发展起来的使用煤矸石作为载体的微生物肥料及无机复合肥就是高效、优质、营养、且对环境无污染的新型肥料。煤矸石有机肥能够有效增加土壤的通透性及疏松性，增加土壤肥力，环境效益显著。
（4）开发煤矸石中的共生和伴生矿物。含有高比例SiO2 ，Al 2 O3 的煤矸石是制造耐火材料、橡胶补强填料、陶瓷和生产节能水泥的原料。若煤矸石中铝、硫等多种元素的含量达到一定值时，可进行回收再利用。另外FeS2 含量较高的煤矸石氧化产生的SOX会严重污染环境，而硫又是重要的化工原料，因此从煤矸石中回收硫铁矿具有显著的经济效益和生态效益。
（5）利用煤矸石筑路和填坑。利用煤矸石作为填充物来治理采空区，减少地表下沉量和矸石排放量，采用煤矸石填充废弃矿井。对于处理价值较低或不好处理的，可以考虑埋填造地或充填塌陷区。方法为：在造地片区上先转移熟化表土，再垫铺自燃矸石及岩石至一定厚度，碾压平整后再覆盖熟化土，如此分片区的逐年扩展，可造就大面积的台阶地和平地，同时结合土壤改良，可再造优质农田。另外，在道路、铁道和堤坝等工程建设中，也可采用煤矸石代替粘土用作基材，增加稳固性。
04.结 论
煤矸石的综合利用关系到煤炭企业的再发展、产业链的延伸、环境保护以及循环经济的发展和经济的转型。通过对煤矸石的综合利用，既可变废为宝，也可大大降低煤矸石对环境的危害，实现环境和经济的可持续发展，因而，具有显著的环境效益、经济效益、生态效益和社会效益。
