煤矸石处置过程问题研究论文

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浅论露天煤矿开采环境问题及防治对策论文

一、露天煤矿开采引发的环境问题

(一)对土地的破坏

露天煤矿区对土地资源的破坏主要表现在露天采场的直接挖损、外排土场压占土地和工业广场的占用等。挖损是对原地表形态、浅部地层、生物种群的直接摧毁,致使原土地不复存在,压占是挖损过程中产生的废弃岩土堆置于外排土场上造成原地貌功能的丧失。挖损和压占等工程活动直接破坏了表层的植被,导致这一区域原先处于相对稳定的系统受到干扰,使区域内的土地利用、植被覆盖、地貌、保水力等生态因子发生巨大的变化。

(二)水污染问题

露天煤矿开采对地表水和地下水污染最严重的是煤矿排土场淋溶水。排土场的煤矸石中富含碱金属、碱土金属和硫等,大气降水淋溶了煤矸石中的无机盐类,含无机盐类的淋溶水流入地表水体会对地表永体造成污染,渗入地下含水层,也会污染地下水体。此外,采场周围水体和大气降水汇入采场矿坑,也会由于矿坑积水浸润采场的残煤露头,而使煤层中的硫和重金属等污染物质溶入水体而使地下水受到污染。

(三)空气染污问题

露天煤矿排土场污染最严重的因子为剥采区、排土区和运输道路两侧一定范围内的粉尘。此外,露天煤矿排土场大多没有土地复垦和再植被,每个露天煤矿的外排土场都会形成一个几百到几千公顷的人为荒漠化土地,春秋时节,荒漠化的排土场所产生的扬尘等亦会使周围大气造成严重的污染。

(四)环境地质问题

露天采矿形成的矿坑边坡及排土场边坡,由于地质构造、边坡岩体、地表水及地下水作用、采矿工程活动等原因诱发一系列诸如滑坡、塌陷、泥石流等突发性或缓变性地质灾害,危及该地区周边工业企业与民居建筑的安全,造成人员伤亡及巨大的经济损失。因此,滑坡、塌陷等地质灾害贯穿于露天矿开采的始终,并有可能延续到闭坑后。

二、露天煤矿开采引发环境问题的防治对策

(一)土地破坏的防治措施

1、耕作层土壤和表层土壤是经过多年耕作和植物作用而形成的熟化土壤,是深层生土所不能替代的,对于植物种子萌发和幼苗生长有着重要作用。应对矿区拟破坏的露天采矿场熟化的表土进行剥离,用汽车运输到指定表土堆放场堆存,闭矿后直接作为露天采矿场复垦用土。

2、修建运输道路时,要充分利用已有矿山运输道路、乡村道路,不占或少占耕地、林地。避开土壤状况良好、植被生态复杂地段,减少对矿区植被和土壤的破坏。

3、采用机械、人工等方式对采场边坡进行清理,清除松动、凸起的碎(块)石。对平台进行人工、机械平整,清除场地内较大石块;休息室、表土堆放场建筑进行拆除、平整;区内道路进行平整、回填;平整后场地坡度要满足复垦场地需求。

4、对平整后的平台场地穴状坑及采场边坡平台进行覆土,覆土来源为矿山开拓时剥离堆存于表土堆放场的表土。采用机械、人工等方式,剩余的表土采取就近的原则平覆于拟复垦林地的场地,覆土平均厚度≥0、5米。

5、矿区复垦土壤以生土为主,土壤养分含量和地力不足,恢复待复垦土地的肥力和生物生产效能,就必须采取恢复土壤、肥化土壤的`措施。因此复垦的地块根据当地情况增施农家肥与生物菌,林木落叶留底以提高土壤的有机物含量,改良土壤结构,改善土壤理化性状,增加土壤肥力。

(二)空气污染的防治措施

1、施工扬尘防治措施。土石方开挖避免在大风天气进行,完工后及时回填、平整场地;工业场地辅助配套工程施工,首先做好路面硬覆盖;易产生扬尘的建筑材料采用封闭车辆运输;设置围布、挡板,禁止高空抛撒建筑垃圾和起尘的料、渣土的 外溢;施工扬尘防治关键要加强施工管理,管理到位,可以有效减轻对环境的影响。

2、运营期地面运输系统的防尘措施。输煤系统带式输送机栈桥露天部分均加设皮带罩棚,筛上设布袋除尘器集尘;在其周围设置彩色防风挡板,阻挡煤尘的扩散。储煤设施应采用圆筒仓储煤方式;转载点、原煤卸载站设置通风除尘装置和喷雾洒水装置。

3、采场、排土场扬尘治理。对采掘工作面,合理布置炮孔,正确选择爆破参数和加强装药、 冲填等作业的管理,爆破前向岩体注射高压水,或利用洒水装置;钻机设袋式集尘器,爆破后洒水降尘;配备洒水车往返于坑内外道路,对排土场工作面及其与采掘场之间的道路进行经常性地洒水,以增加路面、 作业面积尘湿度。排土场定期碾压,降低起尘。对已经结束排弃的排土场平台,在不影响整个露天矿排土作业的条件下及时覆土绿化;沿固定帮坡种植防风林带。

(三)边坡防治措施

1、高度重视露天矿边坡管理工作,建立健全边坡安全管理机构制度,剥采生产应严格按照设计给出的边坡角、平台进行留设,严禁越采超挖。

2、采用边坡稳定性雷达或边坡监测机器人加强边坡变形监测工作,及时掌握边坡变形的动态情况和规律,对于出现的任何局部、小规模的边坡坍塌滑落还要进行专门的分析和治理方案设计。

3、露天矿地下水丰富,建议建立完善的疏干排水系统,在采场发现出水点,详查后打水平孔,释放静水压力,夏季暴雨会给采场边坡稳定性带来威胁,此时要加强疏干,特别是断裂带和煤层顶底板的弱层,一定要详查,做到“有疑必探,先探后采”。

4、建立日常的巡查监测制度,特别是春季解冻期、雨季或坡面上出现沉陷裂缝时更要加强巡查监测,一旦发现异常情况(如边坡有明显失稳先兆)及时预警避让,或采取防治工程措施。

5、抗滑桩是穿过滑坡体深入于滑床的桩柱,用以支挡滑体的滑动力,起稳定边坡的作用,适用于浅层和中厚层的滑坡,是一种抗滑处理的主要措施。

(四)水污染的防治措施

1、修筑截矿山排水沟渠。矿山排水沟渠沟建于矿场四周,当雨季降水量大,既起到阻挡作用,而且还起到梳流作用。

2、河流改道。针对穿过矿区的河流,必须对河流进行改道迁徙,路线改道应选择短,地势平缓弱渗水地段。同时还要考虑矿山的发展前景,避免二次分流。新河道的起点应该在河床冲刷易发区进行选择,并与原有的河道河势想适应。

3、调洪水库。季节性的地表水流横穿开采境界时,除采取改道措施外,须在矿区上游修筑调洪水库截流和贮存洪水。

4、修筑拦河堤。当露天开采和附近的河流周围地面水平的境界,湖白的岸边标高相差较小,甚至低于岸边地形时,应该修建岸边护堤堰。防止河水漫灌到采矿场。

5、防渗帷幕。防渗帷幕防水是在露天矿开采境界以外,在地下水涌人采场的通道上,设定若干一定距离的注浆钻孔,并依靠浆料在裂缝中的扩散,凝结组成一道挡水隔墙,所谓防渗帷幕就是指由若干个注浆钻孔所组成的挡水隔墙。

三、结语

露天煤矿开采环境问题的防治是一项复杂的、综合的、庞大的系统工程。要应用环境地质学、环境科学、采矿学、水土保持学、系统工程、工程经济学等学科的原理和思路研究防治对策,追求最优的经济效益、社会效益和环境效益。实现煤炭开采与环境保护协调发展,实现矿区的可持续发展。

矿山固体废弃物的处理与利用论文本文主要从我国矿山固体废弃物的现状进行探讨，分析目前对矿山固体废弃物的处理方法，提高矿山固体废弃物的回收利用率，以期对当前的矿山开采提供借鉴价值。

矿山固体废弃物的处理与利用论文【1】

摘要：随着我国冶金业的快速发展，矿山开采的力度也逐渐加大。在矿山开采过程中，矿山固体废弃物的数量也越来越多。

关键词：矿山固体废弃物 处理 利用

1 我国矿山固体废弃物的现状分析

我国的矿产资源非常丰富，矿产资源总量大、采矿企业较多，在矿山开采过程中，由于不合理的开采利用，在日积月累中产生了大量矿山固体废弃物。矿山固体废弃物的来源主要有四种：废石、尾矿、粉煤灰和煤矸石，其中以废石居多。

由于我国矿山开采的规模较大，且中小采矿企业居多，矿山固体废弃物的总量呈不断上升的趋势，以山西等采煤大省为例，一个省份的矿山固体废弃物可达到几亿甚至几十亿吨。

矿产资源的不合理开发，产生了大量的矿山固体废弃物，不仅造成了矿产资源的浪费，对生态环境也造成了很大的影响。矿山固体废弃物堆砌在土地表面，破坏地表的土地、自然景观和植被，水土流失加剧，对生态环境造成严重破坏。

再者，由于尾矿和废石的随意堆砌，可能引起河道淤塞，造成水体污染。矿山固体废弃物中的重金属含量和化学药剂较多，对地表水和地下水造成严重污染。同时，在干旱天气下，固体废弃物可能会产生大量扬尘。对大气造成污染。

2 矿山固体废弃物的处理

2.1 堆置处理

该种处理方法即将矿山固体废弃物直接堆放到指定的地方。该指定的地方要符合以下几个条件：一是要注意不能造成地下水的污染，防止矿山固体废弃物的堆放而造成的地下水水质下降。

二是注意不能造成地表水的污染，防止因矿山固体废弃物的风化淋蚀而造成的地表水的污染或者泥沙加重。三是要注意减少矿山固体废弃物的大气污染，减少风蚀程度。四是要注意矿山固体废弃物的堆放安全，防止因矿山固体废弃物大量堆放而引起的地震或洪水等灾害。

在堆放场地的选择时，应对场地的水文情况、地形、风向等综合考虑。同时，在尾矿堆放的选择时，由于尾矿的特殊性，其堆放要求更高，尾矿坝的基础材料的强度要求非常高，且不能透水。可以采取两种方式，一是粗细尾矿残渣的共处理，二是尾矿的半干堆垛。

在矿山固体废弃物堆放好之后，要在堆放表面盖上泥土或者石块，或者种植植物，或者对覆盖便面进行化学方法的处理，保持堆放物的稳定，减少二次污染源，防止对水资源和大气环境造成更严重的

污染。

2.2 复垦处理

目前，复垦处理是矿山固体废弃物处理的重要方法，将矿山开采与土地复垦结合起来，在矿山开采的过程中，在表土采掘之后，可将矿产资源表面的土壤进行存储，在开采施工完结之后，将矿山固体废弃物填至开采区，然后铺垫表土，种植植物，复垦种植的过程才算完成，复垦后的土地能够用以修建公共基础设施和农林牧渔等的生产。

2.3 填埋处理

该种方法主要是为了防止在矿产资源开采之后，形成大量的采空区的情况。一般是将水泥与尾矿砂混合起来，以胶结填充法填充采空区，防止采矿过程中的矿山坍塌造成的人员伤亡。在填埋有毒有害的矿山固体废物时，应充分考虑地下水和地表水的保护，防止水资源的污染和破坏，对场地环境进行综合考虑，保证填埋的安全。

3 矿山固体废弃物的利用

矿山固体废弃物的处理，是为了减少矿山开采过程中所造成的环境污染和生态破坏。随着循环经济和可持续发展理念的提出，矿山固体废弃物的处理应充分利用现代先进的科学技术，对废弃物进行回收利用，实现资源的循环发展和可持续发展。

在矿山开采过程中，不仅要充分利用现代的采矿技术和先进的采矿设备，提高采矿作业的效率，减少矿产资源的浪费。加强采矿管理，特别是对中小型的采矿企业的采矿环节进行严格管理，防止因人为因素造成的矿山固体废弃物的增多。

同时，在采矿过程中，要加强对矿产资源的勘探和开发设计，以矿山固体废弃物作为采空区的充填物，实现资源的回收利用，也减少了矿山固体废弃物对生态环境的破坏。

3.1 从废弃物中回收有用元素

如前所述，矿山固体废弃物中含有大量的重金属元素，如在铅锌尾矿中含有大量的铅、锌、银等元素，在锡尾矿中含有大量的铜和锌及伴生元素，在矿山固体废弃物的处理中，如果能将这些有用元素进行回收利用，不仅能减少对环境造成的破坏，还能将其用于生产实践中，促进社会生产的进步。

在回收过程中，可以采取电解气浮法、溶剂萃取法、重磁浮法和电极回收法等方法，近年来，微生物浸出技术不断发展，在实际的生产实践中应用范围越来越广。

3.2 制作建材

矿山固体废弃物可以用以制作建材，主要有三种：一是用以制作水泥和硅酸盐建材，由于矿山固体废弃物中含有大量的铝、硅等元素，可以经提取之后制作硅酸盐建材。二是玻璃。

如在石英脉型的金矿和钨矿中含有大量的石英，碳酸盐矿含有大量的萤石、方解石、白云石，花岗岩型的尾矿都可以作为生产玻璃的原料和配料。三是微晶玻璃的制造。微晶玻璃又可称之为玻璃陶瓷，是在基础玻璃的基础上进行控制晶化而形成的特殊种类的玻璃。

它可以通过对金属尾矿的回收利用而制作，微晶玻璃能够用以建筑房屋的隔墙，其耐热性和节能型都比较好。

四是铸石。矿山固体废弃物中含有大量的煤矸石和废石，如果在矿山固体废弃物中，含有花岗岩、白云岩、萤石、玄武岩、石灰岩等，都可以将其作为铸石的理想铸石原料。在现代的工业生产中，铸石是一种非常重要的生产原料，在一定条件下可以代替合金材料、钢铁等原料，具有很强的生产适用性。

4 结语

矿产资源的开采，是一项关系国计民生的大事，在矿产资源的开采过程中，应以先进的开采技术和开采设备，提高采矿的效率，控制矿山固体废弃物的产生，减少生态环境的破坏。

目前，矿山固体废弃物的处理方法主要有以下三种：堆置处理、复垦处理、填埋处理。随着循环经济的发展和可持续发展理念的提出，矿山固体废弃物的回收利用成为经济可持续发展的必由之路，将矿山固体废弃物进行有效回收，不仅能为社会生产提供所需的原料，还能减少对生态环境的破坏，促进经济的可持续发展。

参考文献

[1] 孙轶刚，邓君萍.矿山固体废弃物处理与再利用[J].价值工程，2010，29(12).

[2] 汪金花，李富平.基于GIS的矿山企业固体废弃物管理系统[J].金属矿山，2012(6).

[3] 戴开文.煤矿开采固体废弃物对环境的损坏及治理方法[J].中小企业管理与科技，2010(3).

[4] 郑建军，刘占全.利用矿山固体废物料固结矿区路面的试验研究[J].金属矿山，2012(6).

矿山固体废弃物的处理与利用【2】

[摘 要]我国冶金工业快速发展，促使矿山的开发力度加大，随之产生大量矿山固体废弃物。矿山固体废弃物污染包括露天矿剥离和坑内采矿产生的大量废石、选矿产生的尾矿和冶炼产生的矿渣等。

[关键词]矿山 矿渣 固体废弃物 处理 利用

1.引言

我国的矿产资源非常丰富，矿产资源总量大、在矿山开采过程中，由于不合理的开采利用，在日积月累中产生了大量矿山固体废弃物。矿山固体废弃物的来源主要有废石、尾矿、粉煤灰等。

某集团公司下属几个矿区，主要生产非金属矿产，属于中小采矿企业，由于近几年开发量大，矿山固体废弃物的总量呈不断上升的趋势，产生了大量的矿山固体废弃物，不仅造成了矿产资源的浪费，对生态环境也造成了很大的影响。

矿山固体废物概括起来主要分为两类：一类是尾矿，即在选矿加工过程中排放的固体废物，其储存场地称之为尾矿库;另一类是剥离废石，即在开采矿石过程中剥离出的岩土物料，堆放废石地称之为排土场。

矿山固体废弃物堆砌在土地表面，破坏地表的土地、自然景观和植被，水土流失加剧，对生态环境造成严重破坏。再者，由于尾矿和废石的`随意堆砌，在干旱天气下，固体废弃物可能会产生大量扬尘。对大气造成污染。

2. 固体废弃物的危害

2.1 固体废弃物直接造成环境污染，破坏生态环境

该公司的下属矿山是将从地下开采的矿石运输到露天，经过初选，直接或二次加工成小颗粒运输到加工厂。由于该生产方式属于粗放式加工生产，在加工生产过程中会产生堆积在露天厂区外固体废弃物。固体废弃物没有进行有效的遮挡，会对厂区环境造成直接污染。特别是尾矿堆存需要占用大量土地。

据不完全统计，我国尾矿堆放占用土地达1300多万亩，随着老的尾矿库闭库，新的尾矿库不断增加，必将占用更多的土地。

固废堆场如此大面积占地，尽管多为山坡地，但对植被的破坏仍然是十分严重的。不仅如此，堆场压占土地，还会破坏地貌，造成水土流失和土壤涵养功能的衰减与退化。这些都可能使生态环境失衡。

2.2 固体废弃物堆存造成严重的矿产资源浪费

特别是矿石品位低，大多呈多组分共生，矿物堪布粒度细，再加上选矿技术设备落后，管理水平低，因此，浪费与固体废弃物中的有用资源是相当可观的。

2.3 固体废弃物堆存存在安全隐患

固体废物易产生流动、塌陷和滑坡，一旦发生事故，其造成的破坏是相当巨大的。

3.矿山固体废弃物的处理

3.1 固体废弃物处理的目标

固体废弃物处理的目标是无害化、减量化、资源化。根据该公司特点，该公司生产加工的非金属矿不含有害杂质，所以，该公司处理的目标是减量化和资源化。

3.2 处理方法

3.2.1 堆置处理

该种处理方法即将矿山固体废弃物直接堆放到指定的地方。可以采取尾矿的半干堆垛。在矿山固体废弃物堆放好之后，保持堆放物的稳定，减少二次污染源，防止对水资源和大气环境造成污染。

3.2.1 填埋处理

该种方法主要是为了防止在矿产资源开采之后，形成大量的采空区的情况。

以上两种方法是对固体废弃物的处理，更为优化的作法是矿山固体废弃物的利用。增加效益，实现可持续发展。

4.矿山固体废弃物的利用

矿山固体废物处理是为了减少矿山开采过程中所造成的环境污染和生态破坏，但依据可持续发展理念，我们应该采用合理、有效的工艺对矿山固体废物进行加工利用或直接利用。

针对该企业的特别，我们主要采取以下几个方面对其进行利用。

4.1 制作建筑材料。根据矿山特点，可以用尾矿经提取之后制作硅酸盐建材。

4.2 土壤改良剂。由于不合理的施肥和灌溉，为提高产量造成的土壤板结，地力下降，重金属含量严重超出其背景值等也造成了优质土壤的严重退化。由于该矿山的尾渣含有改善土壤的元素，可以做为土壤改良剂的原料之一。

4.3 微量元素肥料。

4.4 建立生态区。可以在尾矿排放区域建造一些陆地和人工湿地，种植植物，优化周围环境，恢复生态系统。

5.存在问题

总体上，矿山固体废物资源化综合利用与无害化处理起步较晚，虽然不少矿山企业和科研院校做了大量工作，同时也也取得一定的成效，但总体发展不缓慢，仍存在一些问题。主要有：

5.1 企业积极性不高

政府虽然制定了资源综合利用减免税的优惠政策，但没有具体制定针对尾矿和废石利用的鼓励性政策，导致不能充分调动企业开展固体废物综合回收利用的积极性。

5.2 固体废弃物应用领域较窄

目前我国矿山固体废物的综合利用大多局限于回收有用成分及用作生产建筑材料，高附加值产品少，没有市场竞争力。这也是导致企业积极性不高的另一个因素。

6.建议

6.1 倡导矿山企业清洁生产

该项主要是靠政府支持，通过各种政策及技术帮助来引导企业进行。努力实现固体废物的减量化、资源化、无害化，推行清洁生产，把固体废物尽可能消灭在生产过程中

6.2 鼓励发展固体废物处理产业

鼓励企业建立循环经济生产系统，建立与市场经济接轨的固体废物管理与运行机制，走向开放与合作，实现企业化经营，走产业化道路，发展中国的矿山经济，改善我们的矿山环境。

7.结语

想要解决矿山固体废弃物的这个问题，是需要国家和地方政府、矿山企业、科研部门共同的攻关和开发。矿山的固体废弃物的产生既是我国矿产资源特点决定的，也是我国千百年矿业开发的历史积累，更是矿产资源利用不合理的结果，矿山废弃物中含有大量未利用的宝贵矿产资源，但其开发难度较高、技术含量较高、需求资金较大，所以更需要各个方面的共同努力，这样才可以走可持续发展的道路。

参考文献

[1] 浅谈矿山固体废弃物的处理与利用;科技创新导报;2013，NO.02.

[2] 综合利用矿山固体废弃物 提升企业效益;晋琼粤川鲁冀辽七省金属(冶金)学会第二十一届矿业学术交流会论文集;490.

[3] 矿山固体废物的处理与处置;矿产保护与利用;2003年10月第5期.

[4] 矿山固体废物处理与处置技术发展报告;国家环境保护矿山固体废物处理与处置工程技术中心.

[5] 我国矿山固体废物的资源化利用及处置; 现代矿业;2012年10月第10期.