煤矸石范文10篇

摘要:在国家双碳战略的背景下，如何实现煤矸石“无害化”向“资源化”利用的转型是煤矸石固体废弃物综合利用领域的重要痛点。文中在总结煤矸石资源化利用现状的基础上，梳理代表性的煤矸石建筑与环境修复资源化利用前沿技术，并总结煤矸石建筑与环境修复利用的现状及存在问题，为该领域从业人员提供参考。

关键词:煤矸石;固废利用;建筑材料;环境修复;发展现状

煤矸石是煤矿生产在挖掘、开采和清洗处理过程中产生的一种固体废弃物，是碳质、泥质和砂质的混合物，具有低发热值的特点，造成其在深度利用上存在劣势［1］。煤矸石固废在岩性上包含煤质、泥页岩和粉砂质泥页岩等类型，按照主要矿物含量，煤矸石固废可以进一步划分为黏土岩类、砂石岩类、碳酸盐类和铝质岩类等，它的主要化学成分是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］。煤炭作为我国的主要能源，即便在碳中和和碳减排的背景下，仍然将作为我国能源经济的压舱石保持发展，仅2020年，中国煤炭产量达到了38．4亿t，排名世界第六，进口量约为3．04亿t，位居全球第一［4－5］。煤矸石约占煤炭整体比例的10%～15%，煤炭资源的利用随之带来煤矸石废弃物占用大量土地堆放的问题，并因元素淋滤等造成对自然环境的危害，引发了部分煤炭资源产区的环境地质问题［6］。煤矸石的堆放也潜藏自燃引起火灾和雨季易发生崩塌滑坡等安全事故的风险，其含有的硫化物和重金属等逸出或浸出将会对大气、土壤和水体造成不可逆转的污染［7－8］。因此，对煤矸石废弃物的固废利用引起越来越多的关注，本文综合讨论煤矸石资源利用现状及存在问题，并重点分析其在装配式建筑快速成型技术等建筑与环境修复前沿领域的资源化利用前景。

1我国煤矸石资源化利用现状

截至目前，我国煤矸石保有存量约为45亿t，主要分布在山西、陕西和黑龙江等重要煤炭资源开发利用地区，形成的煤矸石山约有2600余座，资料显示，仅煤矸石一项，山西存量达到10亿t，据我国生态环境部公布数据显示，我国工业煤矸石年产量达3．3亿t，综合利用率为54．5%，综合利用量约为1．8亿t［9］。我国煤矸石主要由煤炭开采利用以及洗选业产生，在当前资源循环利用快速发展的背景下，煤矸石的利用率不断提高。从煤矸石的资源化利用来看，煤矸石发电、化工产品制备、建筑材料化利用、农业环境及其他工业应用是煤矸石的主要利用方式，近年来，涌现了一系列煤矸石资源化利用的新技术、新方法，在建筑材料化利用以及化工利用方面尤为显著［10］。煤矸石内平均含有20%到30%的碳，可用于燃烧发电。目前，利用沸腾炉燃烧洗中煤和洗矸的混合物发电技术，发热量每千克可达约8372kJ。一般认为，发热量大于6272kJ/kg的煤矸石可直接用作锅炉的燃料，发热量在4181～6272kJ/kg的煤矸石则需要混杂一定比例发热量较高的煤泥、中煤等才能进入锅炉，充分燃烧后产生的热量可用于发电。据统计，我国至少有1．4亿t/a的煤矸石被用于发电，其效果相当于节约3800万t/a标准煤，煤矸石发电技术逐渐在完善，已取得较大的进步。但是煤矸石发热量低、灰分高、硬度大，会严重磨损锅炉，造成锅炉停机等问题，煤矸石发电技术仍然需要进一步深入研究。煤矸石中含有SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO和MgO等多种化合物，利用煤矸石中富含的铝元素，可将其制成氯化铝、氢氧化铝、硫酸铝等化工原料。将这些元素通过化学手段合理的进行有效提取和利用，变废为宝，减缓其环境危害的同时，将极大提高煤矸石的利用价值［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，将煤矸石用于土地复垦，作为土壤改良剂、生物肥料载体、复合肥料配料和吸附剂等，可有效改良土壤质量。煤矸石中含有多种农作物生长所需的微生物肥料成分，为开辟煤矸石的综合利用新途径，我国相关机构研究以煤矸石为基质的生物肥料生产菌种，并达到较好预期效果，产出肥料具有无毒、无害、优质和高效等优点。煤矸石中含有丰富的SiO2、Al2O3、Fe2O3和CaO，是天然的黏土质原料，可以代替黏土配料烧制普通硅酸盐水泥、特种水泥和无熟料水泥等建筑材料。此外，煤矸石还可以用作烧结制砖、生产混凝土的轻骨料和生产制造煤矸石微晶玻璃等。煤矸石代替黏土生产水泥，煤矸石和黏土的化学成分相近并能释放一定的热量，用其代替部分或全部黏土生产普通水泥能提高熟料质量，其生产工艺相似，但需对煤矸石进行脱硫处理，避免煤中的硫所带来的污染。用煤矸石烧砖可以利用煤矸石自身的发热量降低能耗，但是煤矸石中含油杂质及放射性材料也需要考虑，产品总体成本偏高;用煤矸石做轻骨料其碳含量不能过大，以10%以下为宜;用煤矸石生产空心砌块，以煤矸石作为主要原料，配合一定比例生石灰和石膏做胶粘剂，搅拌成型，对于建筑材料的运用大有前景。

2煤矸石建筑与环境修复资源化利用前沿技术

摘要:煤矸石是煤矿生产过程中产生的废渣，约占煤炭产量的10％，对环境的危害很大。因此，加强对煤矸石的生态治理及综合利用已是一个刻不容缓、亟待研究解决的重要社会问题。本文简单阐述了煤矸石的生态治理工程及综合利用的途径。

关键词:煤矸石;生态治理;综合利用

1、前言

煤矸石是煤矿生产过程中产生的废渣，约占煤炭产量的10％。采煤和洗煤过程中排出的煤矸石堆积成矸石山，对环境的危害很大：侵占土地，影响生态，破坏景观；矸石山的淋溶水（酸性水）污染地下水源和江河，危害农作物和水产养殖业；由于煤矸石中有硫化铁和含碳物质存在，还会自燃发火，排放大量烟尘，严重污染大气，损害人体健康，抑制植物生长，腐蚀建筑物结构；个别煤矸石山还有发生爆炸和崩落事故的隐患，对矿区安全构成严重威胁。

我国不仅是世界产煤大国，也是煤炭消费大国。目前全国历年累计堆放的煤矸石约43亿吨，规模较大的煤矸山有1600多座，占用土地约1.5万公顷。2004年煤炭产量达到19.56亿吨，按煤产量10%的低排矸量计算，当年排放煤矸石就达1.96亿吨。今后煤炭产量还将逐年增长，排矸量也将逐年增加，加上以往积存的煤矸石，其数量相当巨大。因此，煤矸石的综合利用及生态治理已是一个刻不容缓、亟待研究解决的重要社会问题。

2、煤矸石的生态治理和综合利用

为加强煤矿废弃煤矸石及含煤土利用管理，维护煤炭税费统征秩序，防止乱采乱挖煤矸石及含煤土行为，防止税费流失，特制定本规定。

第一条利用煤矸石及含煤土进行新型墙体材料生产利用活动的，只能在煤矿废弃的煤矸石、含煤土所在地就近进行。严禁擅自将煤矸石及含煤土运销至煤矿废弃煤矸石及含煤土所在地以外的其他地方。

第二条严禁乱采乱挖煤矸石及含煤土，否则，依照有关法律法规予以取缔并予以处罚。

第三条凡在煤矿煤矸石及含煤土废弃地无法开展利用活动，确需转运煤矸石、含煤土到煤矿废弃煤矸石及含煤土所在地以外但未过煤炭税费统征验票站进行新型墙体材料生产的，资源所在地乡镇人民政府应加强管理。

第四条凡转运煤矸石、含煤土需要通过煤炭税费统征验票站的，一律按运销煤炭收取税费。违者，按《县煤炭税费统一征收管理办法》予以处理。

第五条凡利用煤矿废弃煤矸石及含煤土的，应负责保护地表森林植被，保护耕地和恢复地表地貌，由所在地乡镇人民政府采取相应的具体措施实施管理。

摘要：目前煤矿废弃物煤矸石堆积量大，采用煤矸石和废弃陶瓷片为主要原料，添加助熔剂滑石粉，造孔剂碳酸钠，压制后在不同温度下烧结制备泡沫陶瓷。通过XRF对原料成分进行分析，采用SEM对其气孔形貌进行表征，采用万能试验机进行抗压强度测试，研究不同的烧成温度对泡沫陶瓷体积密度、显气孔率、抗压强度和宏观孔隙特征的影响。结果表明：随着烧成温度的提高，泡沫陶瓷的体积密度先下降后升高，气孔率先增加后减小，抗压强度逐渐降低，在1000℃时气孔率达42.3%，抗压强度可达22MPa。

关键词：煤矸石；泡沫陶瓷；抗压强度

煤炭作为主要燃料，在开采煤炭时会产生大量的废弃物煤矸石，而阳泉市作为采煤主力军，存在很多煤矸石堆，据报道，我国现有煤矸石堆约5000多个，而且每年还在新增[1]，这样大量的堆积不但占用了大量土地资源，同时还会严重污染环境[2]，对煤矸石的利用成为比较热门的一大研究课题，而目前我国煤矸石的综合利用率仅为65%左右，主要利用煤矸石制备烧结砖[3-4]。泡沫陶瓷，也称多孔陶瓷，微孔分布均匀且相互之间贯通，具有耐腐蚀、透过性高、比表面积大、耐高温等特点，可应用于保温隔热隔音材料等[5]。胡明玉等[4]研究了煤矸石、页岩、滑石和抛光渣等的用量对泡沫隔热陶瓷密度、吸水率等的影响，同时研究发现滑石可降低烧成温度。缪松兰[6]等以抛光废渣为主要原料，添加粘土类原料和溶剂类原料制备轻质陶瓷材料，研制出了以闭气孔为主的轻质陶瓷材料。蔡红玉等[7]以a-SiC为原料，Al2O3及SiO2为烧结助剂制备了SiC泡沫陶瓷，研究结果表明，烧结助剂有利于实现液相烧结并且降低烧结温度。杨莹等[8]以Al2O3、Y2O3作为烧结助剂，改善泡沫陶瓷致密度的问题，采用有机模板复制法及多次浸渍涂覆工艺制备了高强度碳化硅泡沫陶瓷材料，研究表明随着烧结温度的提高，孔棱致密度增加，抗压强度显著提高。周新涛[9]研究了用粉煤灰制备磷酸盐泡沫陶瓷新工艺，并通过工艺的优化得到了综合性能优越的泡沫陶瓷。文章采用煤矸石块、废弃陶瓷片为主要原料，添加助溶剂滑石粉，造孔剂碳酸钠，经压制后分别在800℃、900℃、1000℃及1100℃下烧结制备煤矸石泡沫陶瓷，研究在不同烧成温度下，其表观密度、气孔率、抗压强度及宏观气孔形貌的变化。

1实验

1.1实验原料

实验所用的主要原料有山西省阳泉市新景煤矿的煤矸石、山西省阳泉市平定县莹玉陶瓷有限公司的废弃陶瓷，辅助原料有起助溶剂作用的滑石粉以及起发泡作用的碳酸钠。

在全县集中开展“七打七治”打非治违专项行动中，发现乡、乡、乡等开采煤矸石（含碳页岩）秩序混乱，同时存在环境污染、水土流失、矛盾纠纷、安全隐患等问题。为了进一步整顿和规范矿产资源市场秩序，严厉打击非法违规开采各类矿产资源行为，保护资源，保障发展，切实推进我县经济可持续发展，建设和谐平安，根据国务院、省、市打非治违和县政府“七打七治”打非治违专项行为调度会会议精神，经研究，决定对全县开采煤矸石（含碳页岩）开采秩序进行专项整顿。

一、工作目标

通过本次煤矸石（含碳页岩）开采秩序专项整顿，使无证开采、乱采滥挖、非法加工和运输、破坏林地、严重污染环境、水土流失等违法行为得到全面遏制和查处，破坏生态环境现象和安全隐患得到有效治理。

二、整顿范围及任务

整顿范围：所有煤矸石（含碳页岩）开采企业和个人。

主要任务：一是打击非法开采、加工运输煤矸石（含碳页岩）行为；二是规范煤矸石开采、加工运输秩序；三是建立健全长效监管机制。

政府办转来“社情民意”反映有关一些矿主在开采煤矿时，因有关部门监管力度不大，导致森林破坏，农田毁损、水土流失严重，环境污染大的问题收悉。我局及林业局、环保局等部门对该问题高度重视，及时协调承办，现将承办情况汇报如下：

一、办证情况

1、根据国家有关政策，大力推行新型墙体材料，限制并逐步减少实心砖瓦粘土矿点。我县近几年兴办了一批以煤矸石为主要原料的煤矸石机砖厂，因此对煤矸石的需求量大增。

2、我县根据国家关井压产有关政策及省、市领导的指示精神，至2007年十一月份关闭了9个小煤矿，使我县煤矸石的产量大减。

3、为妥善解决关闭煤矿的就业出路，根据县政府有关政策，同意有条件的关闭煤矿转产，即在原矿区范围内开办煤矸石矿，同时也缓解我县煤矸石市场供不应求的压力。综合上述情况，我县于2008年开办了一批露天开采煤矸石矿，都办理了采矿许可证等相关证照。但都未经过任何环评审批手续。

二、调查情况

论文关键词:地质灾害地面塌陷地裂缝煤矸石灾害治理

论文摘要:本文以沙峪煤矿为例,论述了煤炭开采引发的地质灾害以及对矿区居民生活造成的危害。详细阐述了沙峪煤矿的地质灾害现状及地质灾害类型,对矿区内的地面塌陷、房屋塌陷、地裂缝以及煤矸石所造成的潜在威胁进行了实地调查分析,提出了因地制宜治理地质灾害的综合方案,对于沙峪煤矿地质灾害治理的工程量进行了详细计算,并依据建筑工程定额进行了预算,指出了地质灾害治理耗资不菲、工期较长,进一步提出地质灾害要以防为主,治理与避让相结合的方针。

分布在山西省91个县(区、市)的小煤矿绝大部分是县及县以下煤矿,多数诞生于20世纪80年代。改革开放以来,山西省煤矿发展迅猛,最多时有10000多座小煤矿。长期以来,煤矿多、分散的格局和粗放落后的矿业经济增长方式给山西带来了严重后果,资源浪费、环境污染、生态破坏,已直接影响到煤炭工业的可持续发展以及当地居民的生存环境。

1矿山环境地质问题

以沙峪煤矿为例,沙峪煤矿矿区范围内分布着4个行政村,农业人口2000余人。矿区内沟谷发育,地形破碎,土地较贫瘠,受采煤的影响,使原本脆弱的生态环境日趋恶化。土地退化、荒芜、房屋裂缝、水源干枯等环境地质问题日益突出,居民的基本生存条件受到严重威胁。煤炭的大规模开采造成了对矿山环境的较大破坏,采空塌陷、地面裂缝、区域地下水位下降、煤矸石堆放、矿坑排水等一系列地质灾害和地质环境问题相继发生和出现。

沙峪煤矿是一个具有34年开采历史的集体矿山,采掘生产机械化程度中等,回采率达65%,累计原煤产量110万,t采动面积约2.6km2。采煤活动对矿山地质环境的破坏和影响,主要包括以下几个方面。

上半年，在县委、县政府的正确领导下，我局强化了各项监管和征管措施，认真贯彻落实了煤矿安全监管和煤炭税费征管工作，煤矿安全生产形势平稳，确保了煤炭税费依法征收，据实征收。

一、煤炭（含煤矸石）税费征收情况

（一）二季度煤炭（含煤矸石）税费征收情况:

1、煤炭税费征收情况：煤炭销售量1.88万吨，煤炭征费163.56万元，同比下降58.22%。

2、煤矸石税费征收情况：煤矸石销量58.21万吨，煤矸石征费1629.88万元，同比增长19.4%。

二季度煤炭和煤矸石税费征收1793.44万元，同比下降2.1%。

今年上半年，在县委、县政府的正确领导下，我局认真贯彻落实国家、省、市、县煤矿安全生产指示精神，坚持安全第一，预防为主，综合治理方针，全县煤矿安全生产形势平稳，煤矿杜绝了3人以上较大事故，杜绝了瓦斯、水害事故。狠抓了煤炭税费征管，1-6月份征收煤炭税费3110.77万元，为推进下半年煤矿安全监管和煤炭税费征管工作，现就我局今年下半年工作目标任务及主要措施汇报如下：

一、主要工作目标

实现“一控制、一确保、二杜绝”。

一控制：煤矿安全生产事故起数、死亡人数控制在上级下达的控制指标之内；

一确保：确保今年煤炭税费征收。

二杜绝：杜绝3人以上较大事故，杜绝瓦斯、水害事故。

【摘要】选择性破碎分选是岩石、矿物等破碎分选新技术,它有别于传统的完全破碎法。选择性破碎分选就是在选择性破碎分选设备中,对混合物料施加适当的作用力,使硬度较大的岩石、矿物质不破碎或较少破碎,而硬度小的岩石、矿物完全破碎或基本破碎。煤矸选择性破碎分选是洁净煤生产技术的源头,开发先进煤矸选择性破碎分选技术是我国国民经济可持续发展的需要,对煤炭工业的结构调整和产业升级有着重要的现实意义。

【关键词】煤矸选择性破碎分选

一、引言

煤矸石是一种低热值质页岩,其成分是由无机物和有机物两部分组成,无机物以氧化态出现,其中二氧化硅和铝土矿大约占其组分50%-80%,赤铁矿约0.5%-2.4%,氧化钦约0.9-4.0%,此外还有无机硫和其它一些微量元素,有机物以碳氢链化合物存在,有腐值酸等。每开采一吨原煤要产生150-250kg的煤矸石。目前,我国年排放煤矸石约1.7亿t,占地万亩以上。全国煤矸石累计堆积贮存量约25亿t,占地超过14万亩,而且还以每年千万吨的速度递增,大量堆积的煤矸石不仅占用土地,污染环境,而且由于煤矸石自燃,释放出大量的有毒有害气体。经对矸石山发生自燃后监测,二氧化硫(SO2)和一氧化碳(CO)的释放浓度超出国家大气质量标准许多倍,严重影响了煤炭工业的可持续发展。因此,治煤矸选择性破碎分选越来越受到人们的普遍重视。

二、选择性破碎分选的原因

井下矸石有建井过程排出的矸石和采煤过程排出的矸石,前者必须运至地表再加以处理;而后者既可以在井上处理又可以直接在井下处理,做到矸石不出井。在煤矿生产过程,对开拓、准备开掘出的矸石处理有两种方法:一种是把矸石运到地面堆积于空旷地带,形成矸石山;另一种是对矸石在井下进行处理,进行巷帮充填或向采空区及废弃巷道中排放。随着人们生活水平的提高,对周围的环境要求越来越高,清洁生产势在必行,为此各国都在朝着无污染的生产方向发展。对于煤炭生产来说,解决矸石不出井,或者说实现井下煤、矸分选与回填是主要的发展方向。由于煤矿井下条件环境的限制,煤、矸分选技术应满足的条件:设备简单、安全可靠、分选能力大、运行寿命长的特点发展。