煤矸石范文10篇

摘要:在國家雙碳戰略的背景下，如何實現煤矸石“無害化”向“資源化”利用的轉型是煤矸石固體廢棄物綜合利用領域的重要痛點。文中在總結煤矸石資源化利用現狀的基礎上，梳理代表性的煤矸石建筑與環境修復資源化利用前沿技術，并總結煤矸石建筑與環境修復利用的現狀及存在問題，為該領域從業人員提供參考。

關鍵詞:煤矸石;固廢利用;建筑材料;環境修復;發展現狀

煤矸石是煤礦生產在挖掘、開采和清洗處理過程中產生的一種固體廢棄物，是碳質、泥質和砂質的混合物，具有低發熱值的特點，造成其在深度利用上存在劣勢［1］。煤矸石固廢在巖性上包含煤質、泥頁巖和粉砂質泥頁巖等類型，按照主要礦物含量，煤矸石固廢可以進一步劃分為黏土巖類、砂石巖類、碳酸鹽類和鋁質巖類等，它的主要化學成分是SiO2、Al2O3和C等，其次是Fe2O3、CaO、MgO、Na2O3、K2O、SO3和部分Ti、Co等微量稀有元素［2－3］。煤炭作為我國的主要能源，即便在碳中和和碳減排的背景下，仍然將作為我國能源經濟的壓艙石保持發展，僅2020年，中國煤炭產量達到了38．4億t，排名世界第六，進口量約為3．04億t，位居全球第一［4－5］。煤矸石約占煤炭整體比例的10%～15%，煤炭資源的利用隨之帶來煤矸石廢棄物占用大量土地堆放的問題，并因元素淋濾等造成對自然環境的危害，引發了部分煤炭資源產區的環境地質問題［6］。煤矸石的堆放也潛藏自燃引起火災和雨季易發生崩塌滑坡等安全事故的風險，其含有的硫化物和重金屬等逸出或浸出將會對大氣、土壤和水體造成不可逆轉的污染［7－8］。因此，對煤矸石廢棄物的固廢利用引起越來越多的關注，本文綜合討論煤矸石資源利用現狀及存在問題，并重點分析其在裝配式建筑快速成型技術等建筑與環境修復前沿領域的資源化利用前景。

1我國煤矸石資源化利用現狀

截至目前，我國煤矸石保有存量約為45億t，主要分布在山西、陜西和黑龍江等重要煤炭資源開發利用地區，形成的煤矸石山約有2600余座，資料顯示，僅煤矸石一項，山西存量達到10億t，據我國生態環境部公布數據顯示，我國工業煤矸石年產量達3．3億t，綜合利用率為54．5%，綜合利用量約為1．8億t［9］。我國煤矸石主要由煤炭開采利用以及洗選業產生，在當前資源循環利用快速發展的背景下，煤矸石的利用率不斷提高。從煤矸石的資源化利用來看，煤矸石發電、化工產品制備、建筑材料化利用、農業環境及其他工業應用是煤矸石的主要利用方式，近年來，涌現了一系列煤矸石資源化利用的新技術、新方法，在建筑材料化利用以及化工利用方面尤為顯著［10］。煤矸石內平均含有20%到30%的碳，可用于燃燒發電。目前，利用沸騰爐燃燒洗中煤和洗矸的混合物發電技術，發熱量每千克可達約8372kJ。一般認為，發熱量大于6272kJ/kg的煤矸石可直接用作鍋爐的燃料，發熱量在4181～6272kJ/kg的煤矸石則需要混雜一定比例發熱量較高的煤泥、中煤等才能進入鍋爐，充分燃燒后產生的熱量可用于發電。據統計，我國至少有1．4億t/a的煤矸石被用于發電，其效果相當于節約3800萬t/a標準煤，煤矸石發電技術逐漸在完善，已取得較大的進步。但是煤矸石發熱量低、灰分高、硬度大，會嚴重磨損鍋爐，造成鍋爐停機等問題，煤矸石發電技術仍然需要進一步深入研究。煤矸石中含有SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO和MgO等多種化合物，利用煤矸石中富含的鋁元素，可將其制成氯化鋁、氫氧化鋁、硫酸鋁等化工原料。將這些元素通過化學手段合理的進行有效提取和利用，變廢為寶，減緩其環境危害的同時，將極大提高煤矸石的利用價值［11］。煤矸石中含有的微量元素如Zn、Cu和B等，可以用于制作植物所需的肥料，將煤矸石用于土地復墾，作為土壤改良劑、生物肥料載體、復合肥料配料和吸附劑等，可有效改良土壤質量。煤矸石中含有多種農作物生長所需的微生物肥料成分，為開辟煤矸石的綜合利用新途徑，我國相關機構研究以煤矸石為基質的生物肥料生產菌種，并達到較好預期效果，產出肥料具有無毒、無害、優質和高效等優點。煤矸石中含有豐富的SiO2、Al2O3、Fe2O3和CaO，是天然的黏土質原料，可以代替黏土配料燒制普通硅酸鹽水泥、特種水泥和無熟料水泥等建筑材料。此外，煤矸石還可以用作燒結制磚、生產混凝土的輕骨料和生產制造煤矸石微晶玻璃等。煤矸石代替黏土生產水泥，煤矸石和黏土的化學成分相近并能釋放一定的熱量，用其代替部分或全部黏土生產普通水泥能提高熟料質量，其生產工藝相似，但需對煤矸石進行脫硫處理，避免煤中的硫所帶來的污染。用煤矸石燒磚可以利用煤矸石自身的發熱量降低能耗，但是煤矸石中含油雜質及放射性材料也需要考慮，產品總體成本偏高;用煤矸石做輕骨料其碳含量不能過大，以10%以下為宜;用煤矸石生產空心砌塊，以煤矸石作為主要原料，配合一定比例生石灰和石膏做膠粘劑，攪拌成型，對于建筑材料的運用大有前景。

2煤矸石建筑與環境修復資源化利用前沿技術

摘要:煤矸石是煤礦生產過程中產生的廢渣，約占煤炭產量的10％，對環境的危害很大。因此，加強對煤矸石的生態治理及綜合利用已是一個刻不容緩、亟待研究解決的重要社會問題。本文簡單闡述了煤矸石的生態治理工程及綜合利用的途徑。

關鍵詞:煤矸石;生態治理;綜合利用

1、前言

煤矸石是煤礦生產過程中產生的廢渣，約占煤炭產量的10％。采煤和洗煤過程中排出的煤矸石堆積成矸石山，對環境的危害很大：侵占土地，影響生態，破壞景觀；矸石山的淋溶水（酸性水）污染地下水源和江河，危害農作物和水產養殖業；由于煤矸石中有硫化鐵和含碳物質存在，還會自燃發火，排放大量煙塵，嚴重污染大氣，損害人體健康，抑制植物生長，腐蝕建筑物結構；個別煤矸石山還有發生爆炸和崩落事故的隱患，對礦區安全構成嚴重威脅。

我國不僅是世界產煤大國，也是煤炭消費大國。目前全國歷年累計堆放的煤矸石約43億噸，規模較大的煤矸山有1600多座，占用土地約1.5萬公頃。2004年煤炭產量達到19.56億噸，按煤產量10%的低排矸量計算，當年排放煤矸石就達1.96億噸。今后煤炭產量還將逐年增長，排矸量也將逐年增加，加上以往積存的煤矸石，其數量相當巨大。因此，煤矸石的綜合利用及生態治理已是一個刻不容緩、亟待研究解決的重要社會問題。

2、煤矸石的生態治理和綜合利用

為加強煤礦廢棄煤矸石及含煤土利用管理，維護煤炭稅費統征秩序，防止亂采亂挖煤矸石及含煤土行為，防止稅費流失，特制定本規定。

第一條利用煤矸石及含煤土進行新型墻體材料生產利用活動的，只能在煤礦廢棄的煤矸石、含煤土所在地就近進行。嚴禁擅自將煤矸石及含煤土運銷至煤礦廢棄煤矸石及含煤土所在地以外的其他地方。

第二條嚴禁亂采亂挖煤矸石及含煤土，否則，依照有關法律法規予以取締并予以處罰。

第三條凡在煤礦煤矸石及含煤土廢棄地無法開展利用活動，確需轉運煤矸石、含煤土到煤礦廢棄煤矸石及含煤土所在地以外但未過煤炭稅費統征驗票站進行新型墻體材料生產的，資源所在地鄉鎮人民政府應加強管理。

第四條凡轉運煤矸石、含煤土需要通過煤炭稅費統征驗票站的，一律按運銷煤炭收取稅費。違者，按《縣煤炭稅費統一征收管理辦法》予以處理。

第五條凡利用煤礦廢棄煤矸石及含煤土的，應負責保護地表森林植被，保護耕地和恢復地表地貌，由所在地鄉鎮人民政府采取相應的具體措施實施管理。

摘要：目前煤礦廢棄物煤矸石堆積量大，采用煤矸石和廢棄陶瓷片為主要原料，添加助熔劑滑石粉，造孔劑碳酸鈉，壓制后在不同溫度下燒結制備泡沫陶瓷。通過XRF對原料成分進行分析，采用SEM對其氣孔形貌進行表征，采用萬能試驗機進行抗壓強度測試，研究不同的燒成溫度對泡沫陶瓷體積密度、顯氣孔率、抗壓強度和宏觀孔隙特征的影響。結果表明：隨著燒成溫度的提高，泡沫陶瓷的體積密度先下降后升高，氣孔率先增加后減小，抗壓強度逐漸降低，在1000℃時氣孔率達42.3%，抗壓強度可達22MPa。

關鍵詞：煤矸石；泡沫陶瓷；抗壓強度

煤炭作為主要燃料，在開采煤炭時會產生大量的廢棄物煤矸石，而陽泉市作為采煤主力軍，存在很多煤矸石堆，據報道，我國現有煤矸石堆約5000多個，而且每年還在新增[1]，這樣大量的堆積不但占用了大量土地資源，同時還會嚴重污染環境[2]，對煤矸石的利用成為比較熱門的一大研究課題，而目前我國煤矸石的綜合利用率僅為65%左右，主要利用煤矸石制備燒結磚[3-4]。泡沫陶瓷，也稱多孔陶瓷，微孔分布均勻且相互之間貫通，具有耐腐蝕、透過性高、比表面積大、耐高溫等特點，可應用于保溫隔熱隔音材料等[5]。胡明玉等[4]研究了煤矸石、頁巖、滑石和拋光渣等的用量對泡沫隔熱陶瓷密度、吸水率等的影響，同時研究發現滑石可降低燒成溫度。繆松蘭[6]等以拋光廢渣為主要原料，添加粘土類原料和溶劑類原料制備輕質陶瓷材料，研制出了以閉氣孔為主的輕質陶瓷材料。蔡紅玉等[7]以a-SiC為原料，Al2O3及SiO2為燒結助劑制備了SiC泡沫陶瓷，研究結果表明，燒結助劑有利于實現液相燒結并且降低燒結溫度。楊瑩等[8]以Al2O3、Y2O3作為燒結助劑，改善泡沫陶瓷致密度的問題，采用有機模板復制法及多次浸漬涂覆工藝制備了高強度碳化硅泡沫陶瓷材料，研究表明隨著燒結溫度的提高，孔棱致密度增加，抗壓強度顯著提高。周新濤[9]研究了用粉煤灰制備磷酸鹽泡沫陶瓷新工藝，并通過工藝的優化得到了綜合性能優越的泡沫陶瓷。文章采用煤矸石塊、廢棄陶瓷片為主要原料，添加助溶劑滑石粉，造孔劑碳酸鈉，經壓制后分別在800℃、900℃、1000℃及1100℃下燒結制備煤矸石泡沫陶瓷，研究在不同燒成溫度下，其表觀密度、氣孔率、抗壓強度及宏觀氣孔形貌的變化。

1實驗

1.1實驗原料

實驗所用的主要原料有山西省陽泉市新景煤礦的煤矸石、山西省陽泉市平定縣瑩玉陶瓷有限公司的廢棄陶瓷，輔助原料有起助溶劑作用的滑石粉以及起發泡作用的碳酸鈉。

在全縣集中開展“七打七治”打非治違專項行動中，發現鄉、鄉、鄉等開采煤矸石（含碳頁巖）秩序混亂，同時存在環境污染、水土流失、矛盾糾紛、安全隱患等問題。為了進一步整頓和規范礦產資源市場秩序，嚴厲打擊非法違規開采各類礦產資源行為，保護資源，保障發展，切實推進我縣經濟可持續發展，建設和諧平安，根據國務院、省、市打非治違和縣政府“七打七治”打非治違專項行為調度會會議精神，經研究，決定對全縣開采煤矸石（含碳頁巖）開采秩序進行專項整頓。

一、工作目標

通過本次煤矸石（含碳頁巖）開采秩序專項整頓，使無證開采、亂采濫挖、非法加工和運輸、破壞林地、嚴重污染環境、水土流失等違法行為得到全面遏制和查處，破壞生態環境現象和安全隱患得到有效治理。

二、整頓范圍及任務

整頓范圍：所有煤矸石（含碳頁巖）開采企業和個人。

主要任務：一是打擊非法開采、加工運輸煤矸石（含碳頁巖）行為；二是規范煤矸石開采、加工運輸秩序；三是建立健全長效監管機制。

政府辦轉來“社情民意”反映有關一些礦主在開采煤礦時，因有關部門監管力度不大，導致森林破壞，農田毀損、水土流失嚴重，環境污染大的問題收悉。我局及林業局、環保局等部門對該問題高度重視，及時協調承辦，現將承辦情況匯報如下：

一、辦證情況

1、根據國家有關政策，大力推行新型墻體材料，限制并逐步減少實心磚瓦粘土礦點。我縣近幾年興辦了一批以煤矸石為主要原料的煤矸石機磚廠，因此對煤矸石的需求量大增。

2、我縣根據國家關井壓產有關政策及省、市領導的指示精神，至2007年十一月份關閉了9個小煤礦，使我縣煤矸石的產量大減。

3、為妥善解決關閉煤礦的就業出路，根據縣政府有關政策，同意有條件的關閉煤礦轉產，即在原礦區范圍內開辦煤矸石礦，同時也緩解我縣煤矸石市場供不應求的壓力。綜合上述情況，我縣于2008年開辦了一批露天開采煤矸石礦，都辦理了采礦許可證等相關證照。但都未經過任何環評審批手續。

二、調查情況

論文關鍵詞:地質災害地面塌陷地裂縫煤矸石災害治理

論文摘要:本文以沙峪煤礦為例,論述了煤炭開采引發的地質災害以及對礦區居民生活造成的危害。詳細闡述了沙峪煤礦的地質災害現狀及地質災害類型,對礦區內的地面塌陷、房屋塌陷、地裂縫以及煤矸石所造成的潛在威脅進行了實地調查分析,提出了因地制宜治理地質災害的綜合方案,對于沙峪煤礦地質災害治理的工程量進行了詳細計算,并依據建筑工程定額進行了預算,指出了地質災害治理耗資不菲、工期較長,進一步提出地質災害要以防為主,治理與避讓相結合的方針。

分布在山西省91個縣(區、市)的小煤礦絕大部分是縣及縣以下煤礦,多數誕生于20世紀80年代。改革開放以來,山西省煤礦發展迅猛,最多時有10000多座小煤礦。長期以來,煤礦多、分散的格局和粗放落后的礦業經濟增長方式給山西帶來了嚴重后果,資源浪費、環境污染、生態破壞,已直接影響到煤炭工業的可持續發展以及當地居民的生存環境。

1礦山環境地質問題

以沙峪煤礦為例,沙峪煤礦礦區范圍內分布著4個行政村,農業人口2000余人。礦區內溝谷發育,地形破碎,土地較貧瘠,受采煤的影響,使原本脆弱的生態環境日趨惡化。土地退化、荒蕪、房屋裂縫、水源干枯等環境地質問題日益突出,居民的基本生存條件受到嚴重威脅。煤炭的大規模開采造成了對礦山環境的較大破壞,采空塌陷、地面裂縫、區域地下水位下降、煤矸石堆放、礦坑排水等一系列地質災害和地質環境問題相繼發生和出現。

沙峪煤礦是一個具有34年開采歷史的集體礦山,采掘生產機械化程度中等,回采率達65%,累計原煤產量110萬,t采動面積約2.6km2。采煤活動對礦山地質環境的破壞和影響,主要包括以下幾個方面。

上半年，在縣委、縣政府的正確領導下，我局強化了各項監管和征管措施，認真貫徹落實了煤礦安全監管和煤炭稅費征管工作，煤礦安全生產形勢平穩，確保了煤炭稅費依法征收，據實征收。

一、煤炭（含煤矸石）稅費征收情況

（一）二季度煤炭（含煤矸石）稅費征收情況:

1、煤炭稅費征收情況：煤炭銷售量1.88萬噸，煤炭征費163.56萬元，同比下降58.22%。

2、煤矸石稅費征收情況：煤矸石銷量58.21萬噸，煤矸石征費1629.88萬元，同比增長19.4%。

二季度煤炭和煤矸石稅費征收1793.44萬元，同比下降2.1%。

今年上半年，在縣委、縣政府的正確領導下，我局認真貫徹落實國家、省、市、縣煤礦安全生產指示精神，堅持安全第一，預防為主，綜合治理方針，全縣煤礦安全生產形勢平穩，煤礦杜絕了3人以上較大事故，杜絕了瓦斯、水害事故。狠抓了煤炭稅費征管，1-6月份征收煤炭稅費3110.77萬元，為推進下半年煤礦安全監管和煤炭稅費征管工作，現就我局今年下半年工作目標任務及主要措施匯報如下：

一、主要工作目標

實現“一控制、一確保、二杜絕”。

一控制：煤礦安全生產事故起數、死亡人數控制在上級下達的控制指標之內；

一確保：確保今年煤炭稅費征收。

二杜絕：杜絕3人以上較大事故，杜絕瓦斯、水害事故。

【摘要】選擇性破碎分選是巖石、礦物等破碎分選新技術,它有別于傳統的完全破碎法。選擇性破碎分選就是在選擇性破碎分選設備中,對混合物料施加適當的作用力,使硬度較大的巖石、礦物質不破碎或較少破碎,而硬度小的巖石、礦物完全破碎或基本破碎。煤矸選擇性破碎分選是潔凈煤生產技術的源頭,開發先進煤矸選擇性破碎分選技術是我國國民經濟可持續發展的需要,對煤炭工業的結構調整和產業升級有著重要的現實意義。

【關鍵詞】煤矸選擇性破碎分選

一、引言

煤矸石是一種低熱值質頁巖,其成分是由無機物和有機物兩部分組成,無機物以氧化態出現,其中二氧化硅和鋁土礦大約占其組分50%-80%,赤鐵礦約0.5%-2.4%,氧化欽約0.9-4.0%,此外還有無機硫和其它一些微量元素,有機物以碳氫鏈化合物存在,有腐值酸等。每開采一噸原煤要產生150-250kg的煤矸石。目前,我國年排放煤矸石約1.7億t,占地萬畝以上。全國煤矸石累計堆積貯存量約25億t,占地超過14萬畝,而且還以每年千萬噸的速度遞增,大量堆積的煤矸石不僅占用土地,污染環境,而且由于煤矸石自燃,釋放出大量的有毒有害氣體。經對矸石山發生自燃后監測,二氧化硫(SO2)和一氧化碳(CO)的釋放濃度超出國家大氣質量標準許多倍,嚴重影響了煤炭工業的可持續發展。因此,治煤矸選擇性破碎分選越來越受到人們的普遍重視。

二、選擇性破碎分選的原因

井下矸石有建井過程排出的矸石和采煤過程排出的矸石,前者必須運至地表再加以處理;而后者既可以在井上處理又可以直接在井下處理,做到矸石不出井。在煤礦生產過程,對開拓、準備開掘出的矸石處理有兩種方法:一種是把矸石運到地面堆積于空曠地帶,形成矸石山;另一種是對矸石在井下進行處理,進行巷幫充填或向采空區及廢棄巷道中排放。隨著人們生活水平的提高,對周圍的環境要求越來越高,清潔生產勢在必行,為此各國都在朝著無污染的生產方向發展。對于煤炭生產來說,解決矸石不出井,或者說實現井下煤、矸分選與回填是主要的發展方向。由于煤礦井下條件環境的限制,煤、矸分選技術應滿足的條件:設備簡單、安全可靠、分選能力大、運行壽命長的特點發展。