煤炭開采中的矸石排放與污染，是困擾煤炭工業(yè)可持續(xù)發(fā)展的一大難題。長年堆積的矸石不僅占用大量土地，而且造成空氣、土壤和水體污染，對礦區(qū)環(huán)境造成嚴(yán)重影響。多年來，矸石山成為山東省新泰市各煤礦的顯著特征。
日前，記者在全國首批國土資源節(jié)約集約模范（礦產(chǎn)資源主導(dǎo)型）試點市新泰市采訪時了解到，近年來，特別是開展國土資源節(jié)約集約模范縣（市）創(chuàng)建活動以來，山東新汶礦業(yè)集團(tuán)通過推行矸石充填、以矸換煤、井下選煤等技術(shù)，使老礦區(qū)十幾個礦井基本達(dá)到了矸石不升井，實現(xiàn)了綠色開采，并且以矸換煤產(chǎn)量200萬噸以上，創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益12億元，有效解決了矸石排放與污染這一影響煤炭工業(yè)可持續(xù)發(fā)展的難題。
新汶礦業(yè)集團(tuán)地測處副處長王杰介紹，為了解決老礦區(qū)資源枯竭的問題，新礦集團(tuán)從新世紀(jì)之初就探索、研究利用煤矸石充填井下采區(qū)，支撐采區(qū)頂板，減少和避免地面下沉，從而“置換”開采出“三下”壓煤的技術(shù)，并形成了以矸換煤的開采、充填、拋矸、沉降測量等整套工藝與設(shè)備。矸石充填、以矸換煤技術(shù)，不但提高了資源回收率，解決了“三下”采煤的問題，更改變了煤矸石升井、占地的傳統(tǒng)開采方式。新礦集團(tuán)從2007年起，在下屬煤礦大力推廣這一“革命性”采礦技術(shù)，各礦結(jié)合礦井實際，在推廣中進(jìn)行了優(yōu)化。
孫村煤礦總工程師莫技告訴記者，該礦進(jìn)行煤矸石似膏體自流充填技術(shù)研究，將地面煤矸石作為骨料進(jìn)行井下充填，年消化200余萬立方米矸石，解放矸石占地200多畝，解決“三下”壓煤開采難題，井下1000多萬噸保護(hù)煤柱得以釋放，實現(xiàn)了以矸換煤的新突破，填補(bǔ)了我國軟巖礦山應(yīng)用高濃度似膏體充填技術(shù)的空白，成為國內(nèi)綠色開采的典范。該技術(shù)不僅能保證三下煤柱100%回收開采，還能實現(xiàn)地面無下沉，矸石山從此遁出了礦區(qū)的視線。
在實現(xiàn)變廢為寶綜合利用的基礎(chǔ)上，孫村礦運用產(chǎn)業(yè)化運作手段，將此項技術(shù)成功輸出，先后承接河北峰峰集團(tuán)總價1971萬元和遼寧鐵法集團(tuán)總價2428.6萬元的充填“交鑰匙”工程，將“矸石充填、綠色開采”的理念廣為傳播。目前，全國已有近40家煤礦前來洽談合作。
孫村煤礦還將煤矸石破碎，用做掘進(jìn)噴漿骨料，年節(jié)約材料費用200萬元以上；在千米井下對原生矸石分儲分運，就地充填實現(xiàn)矸石不升井，年節(jié)約各類費用500萬元以上。為充分利用煤矸資源，孫村煤礦依托頂峰矸石熱電廠，打造“煤、電、建”循環(huán)經(jīng)濟(jì)鏈，利用煤炭生產(chǎn)附屬物煤矸石發(fā)電，產(chǎn)生的粉煤灰、爐渣成為水泥廠、制磚廠重要原料，并可充填利用，余熱作為礦區(qū)供暖熱源。
協(xié)莊礦將矸石充填、以矸換煤技術(shù)延伸，建成了全國第一座井下洗選廠，通過采用WD4型井下動篩跳汰機(jī)，將井下的煤矸進(jìn)行分離，項目建成后，年可減少矸石提升量3.96萬噸，實現(xiàn)井下矸石不升井、地面矸石零排放的礦山“綠色開采”。為繼續(xù)推廣應(yīng)用煤矸分離技術(shù)，去年該礦又在-550水平3-3采區(qū)建立煤矸分離采區(qū)，實現(xiàn)對-850米水平生產(chǎn)出原煤進(jìn)行煤矸分離，將分離出的矸石通過排矸系統(tǒng)排至充填巷道，就地或就近消化矸石，以減少矸石提升費用，降低對地面環(huán)境的污染。
矸石充填開采技術(shù)既解決了矸石山占地、固體排放、燃燒污染等問題，又通過矸石回填，對邊角煤柱進(jìn)行了回收復(fù)采。
協(xié)莊礦總工程師張景泉自豪地說，煤矸石從源頭到源尾，吃干榨盡，循環(huán)生“金”。他告訴記者，礦上建成了具有國際一流技術(shù)水平的重介選煤系統(tǒng)，洗選后產(chǎn)生的矸石和煤泥連同礦區(qū)垃圾、紙廠污泥全部進(jìn)入熱電廠用于燃燒、發(fā)電；燃燒、發(fā)電后產(chǎn)生的粉煤灰、爐渣進(jìn)入環(huán)保建材廠，建材廠年產(chǎn)粉煤灰免燒標(biāo)磚3600萬塊，用于周邊城鎮(zhèn)、新農(nóng)村建設(shè)，年可消耗電廠粉煤灰、爐渣6.6萬噸，創(chuàng)效益138萬元。同時，提取煤矸石、粉煤灰的鋁、鐵有用成分，建設(shè)國內(nèi)第一條煤矸石、粉煤灰生產(chǎn)凈水劑的生產(chǎn)線，年可減少煤矸石及粉煤灰排放10000噸，產(chǎn)生效益210萬元。
盛泉煤礦在礦辦公樓、職工食堂、工業(yè)廣場下，布置了21103工作面，采用以矸換煤技術(shù)進(jìn)行“三下”開采，每月充填煤矸石5500立方米，資源回采率達(dá)到95%，置換煤炭總計300萬噸，而地面基本達(dá)到了零沉降。
據(jù)介紹，目前，新汶礦業(yè)集團(tuán)所屬煤礦全部采用了矸石充填開采技術(shù)。以矸換煤等技術(shù)的推廣，使新汶礦區(qū)實現(xiàn)了矸石不升井，地面零排放，停運了11座矸石山，按每年以矸換煤產(chǎn)量200萬噸計算，可創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益12億元，減少矸石提升運輸成本1000萬元。新礦集團(tuán)還將這一技術(shù)進(jìn)行專業(yè)化、商業(yè)化運營，目前已與峰峰集團(tuán)、沈煤集團(tuán)、濟(jì)寧礦業(yè)集團(tuán)等企業(yè)進(jìn)行技術(shù)輸出與合作。
來源：中國國土資源報
