煤炭開采和利用中的環(huán)保問題及對(duì)策.doc

1.不悔夢(mèng)歸處，只恨太匆匆。2.有些人錯(cuò)過(guò)了，永遠(yuǎn)無(wú)法在回到從前;有些人即使遇到了，永遠(yuǎn)都無(wú)法在一起，這些都是一種刻骨銘心的痛!3.每一個(gè)人都有青春，每一個(gè)青春都有一個(gè)故事，每個(gè)故事都有一個(gè)遺憾，每個(gè)遺憾都有它的青春美。4.方茴說(shuō)：可能人總有點(diǎn)什么事，是想忘也忘不了的。5.方茴說(shuō)：那時(shí)候我們不說(shuō)愛，愛是多么遙遠(yuǎn)、多么沉重的字眼啊。我們只說(shuō)喜歡，就算喜歡也是偷偷摸摸的。6.方茴說(shuō)：我覺得之所以說(shuō)相見不如懷念，是因?yàn)橄嘁娭荒茏屓嗽诂F(xiàn)實(shí)面前無(wú)奈地哀悼傷痛，而懷念卻可以把已經(jīng)注定的謊言變成童話。第17卷 第3期 1994年8月 煤 炭 轉(zhuǎn)化COAL CONVERSION Vol. 17 No. 3 Aug. 1994煤炭開采和利用中的環(huán)保問題及對(duì)策姜 帆 龔禎祥 摘要根據(jù)我國(guó)煤炭生產(chǎn)加工利用現(xiàn)狀，本文重點(diǎn)概述、展望了礦區(qū)煤炭開采利用中的環(huán)保問題現(xiàn)狀。并結(jié)合國(guó)情，就解決礦區(qū)采空沉陷地表破壞、瓦斯、煤及共伴生礦物洗選加工、煤炭利用及礦區(qū)煉焦等環(huán)保問題進(jìn)行了探討，提出了部分對(duì)策建議。強(qiáng)調(diào)了造地復(fù)田和煤炭及其共伴生礦物合理洗選加工在解決我國(guó)煤炭環(huán)境、節(jié)能、節(jié)運(yùn)、提高經(jīng)濟(jì)效益中的重要作用。關(guān)鍵詞潔凈煤，煤炭利用，礦區(qū)環(huán)保 引 言 就環(huán)境而言，未經(jīng)加工前的煤炭是一種非潔凈能源，煤炭資源占我國(guó)總能源資源的90%，而且在可預(yù)見的將來(lái)，以煤為主的能源結(jié)構(gòu)尚不會(huì)改變。目前我國(guó)煤炭產(chǎn)量已達(dá)11.4億噸，世界最大的煤炭生產(chǎn)大國(guó)和消費(fèi)大國(guó)，也是煤炭環(huán)境問題十分嚴(yán)重的國(guó)家。當(dāng)前，人類面臨著因燃煤大量排放C02產(chǎn)生的“溫室效應(yīng)”導(dǎo)致的全球氣候變暖的挑戰(zhàn)。我國(guó)燃煤引起的SO2等大量排放的環(huán)境問題，也已引起周邊國(guó)家的關(guān)注，成為制約我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的因素，煤炭環(huán)境問題急待解決。 我國(guó)煤炭開采中的環(huán)保問題主要有：礦區(qū)地表采空沉陷、礦井瓦斯、煤矸石及積壓煤炭的環(huán)境污染、礦井及選煤廠廢水污染。煤炭利用中的環(huán)境污染主要有：發(fā)電廠、工業(yè)鍋爐、窯爐、焦?fàn)t及大量民用灶具排出的爐渣、廢水、廢氣。鑒于煤炭用戶地區(qū)的環(huán)保已在其它的專題論述，本文著重討論礦區(qū)的電站、土焦?fàn)t及煤炭和煤素共伴生礦物加工所產(chǎn)生的三廢污染，并探討了與環(huán)保有關(guān)的技術(shù)途徑和對(duì)策。1 我國(guó)煤炭生產(chǎn)和加工利用中環(huán)境現(xiàn)狀及展望教授級(jí)高級(jí)工程師：高級(jí)工程師，煤炭科學(xué)研究總院唐山分院，063012唐山 收稿日期，1994-05-101.1全國(guó)的現(xiàn)狀和展望 目前我國(guó)原煤產(chǎn)量的結(jié)構(gòu)為，國(guó)有重點(diǎn)礦占44%，地方和鄉(xiāng)鎮(zhèn)煤礦占56%，一改過(guò)去以國(guó)有重點(diǎn)礦為主的格局。我國(guó)煤礦分散，2/3國(guó)土有煤礦。有煤礦就有發(fā)電、建材、化工等相應(yīng)行業(yè)。因此，在中國(guó)煤炭環(huán)境問題上研究解決礦區(qū)的煤炭環(huán)境污染具有特別重要的地位。 我國(guó)選煤加工工業(yè)發(fā)展很快，目前已有選煤廠300多座，年入洗能力約3億噸，1995年將達(dá)4億噸，但入洗比重卻多年徘徊在19%左右。入洗比重沒有與入洗能力和煤炭產(chǎn)量同步增長(zhǎng)。在洗煤方法比例上：重介占23%，跳汰占60%，浮選占14%，搖床及其它占3%它與我國(guó)高硫、難選煤多及提高煤炭潔凈程度的要求不相適應(yīng)。 目前入洗煤種的結(jié)構(gòu)為：煉焦煤占47%，動(dòng)力煤占28%，無(wú)煙煤占21%，褐煤占4%市場(chǎng)不同用途的用煤比例為：發(fā)電31%，工業(yè)鍋爐及取暖30%，工業(yè)窯爐3%，民用20%，冶金8%，出口8%，其它6%主要問題是污染嚴(yán)重、效率低的工業(yè)鍋爐及民用煤比例高達(dá)50%；仍有7%的直銷原煤，而經(jīng)過(guò)洗選的商品煤只占29%按發(fā)揮環(huán)境和節(jié)能效益要求，煤炭供需嚴(yán)重不對(duì)路，直接影響煤炭利用效率和環(huán)保。 當(dāng)前煤炭利用的主要問題是產(chǎn)品單位能耗離、能源利用率低、燃煤污染嚴(yán)重。如全國(guó)平均供電煤耗比國(guó)外高lOOg/kWh，40萬(wàn)臺(tái)一般工業(yè)鍋爐平均熱效率低于發(fā)達(dá)國(guó)家15 %20%，14萬(wàn)臺(tái)工業(yè)窯爐的平均熱效率低于國(guó)外10%，蒸汽機(jī)車的平均熱效率只有5%8%，民用煤的平均熱效率也只有is%20%；燃煤污染極為嚴(yán)重，據(jù)1992年環(huán)境公報(bào)公布，全國(guó)排放S021687萬(wàn)噸，排放煙塵1414萬(wàn)噸，排放工業(yè)固體廢物5.6億噸。粉煤灰排放占地13000公頃。 盡管改革開放以來(lái)我國(guó)能源工業(yè)取得很大發(fā)展，但人均能源消費(fèi)量?jī)H相當(dāng)于世界人均占有量水平的13%.可見我國(guó)靠高能耗、高污染情況來(lái)提高能源人均占有量，環(huán)境污染將不堪設(shè)想。 據(jù)研究，就全國(guó)因煤炭產(chǎn)生的污染而言，1985年實(shí)際、2000年預(yù)測(cè)和按2000年環(huán)境保護(hù)綱要目標(biāo)三者的用煤量，全國(guó)主要城市SOz和煙塵日均濃度如附表所示。 附表 全國(guó)煤炭消費(fèi)量及主要城市S02和煙塵排放量 由附表可見，為實(shí)現(xiàn)全國(guó)2000年規(guī)劃綱要提出的目標(biāo)，必須使S02和煙塵的年排放量分別達(dá)到160萬(wàn)噸和592萬(wàn)噸。 當(dāng)然，就燃煤產(chǎn)生的煤煙型污染而言，除SO2和煙塵外，還有NOx，C02及苯并(a)芘等，這些物質(zhì)達(dá)到一定濃度就會(huì)對(duì)人體健康造成危害。1.2礦區(qū)環(huán)保問題現(xiàn)狀主要有礦井建設(shè)生產(chǎn)對(duì)地表破環(huán)、土地資源破壞及生態(tài)環(huán)境的破壞；礦區(qū)生產(chǎn)建設(shè)過(guò)程中產(chǎn)生的三廢（廢渣、廢氣、廢水）及噪聲污染問題；煤炭及其共伴生礦物洗選加工（包括坑口電站、水泥廠、制酸廠等）造成的三廢污染。其主要問題如下：1.2.1礦區(qū)采煤地表沉陷問題 據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，由于采煤造成地表沉陷的面積達(dá)210萬(wàn)畝，其中耕地110萬(wàn)畝，并以每年沉陷33萬(wàn)畝，耕地?fù)p失16.5萬(wàn)畝的速度遞增。倒塌毀壞房屋、損壞礦區(qū)公路及橋梁、破壞礦區(qū)供排水設(shè)施不計(jì)其數(shù)。僅七臺(tái)河礦區(qū)，其采空面積就達(dá)4209萬(wàn)m2，塌陷面積400萬(wàn)m2，倒塌房屋和房屋損壞不能居住的面積達(dá)42萬(wàn)II12；城市供排水基礎(chǔ)設(shè)施損壞67. 9%，煤礦開采區(qū)上方的公路大部沉陷不能通車；雨季河水倒灌，23%的居民受淹，地面商業(yè)、文化、醫(yī)療社會(huì)事業(yè)也遭到普遍損壞。此外，晉陜蒙（西）新開發(fā)區(qū)的水土保持和防止沙漠化問題相當(dāng)嚴(yán)重。該區(qū)今后總規(guī)模達(dá)22.5億噸年，但地處毛烏素沙漠邊緣，生態(tài)環(huán)境本已脆弱，有沙漠化問題；境內(nèi)又大部為黃土丘陵，是全國(guó)的重點(diǎn)水土保持區(qū)，大量開發(fā)后必然要破壞地表，增加水土流失，破壞水利工程設(shè)施，危害煤礦和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。至于鄉(xiāng)鎮(zhèn)煤礦，由于其規(guī)模小、分散，污染較小，環(huán)保處在自流狀態(tài)。1.2.2礦區(qū)煤矸石等廢渣堆積環(huán)境問題 煤炭在開采和洗選加工時(shí)要排出大量煤矸石等廢棄物，其排放量均占煤炭產(chǎn)量的10%20%，全國(guó)每年排放1.5億噸之巨。僅國(guó)有重點(diǎn)煤礦每年就排放7600萬(wàn)噸。歷年矸石堆存量多達(dá)15. 75億噸，占地8670公頃。它對(duì)礦區(qū)的污染，主要表現(xiàn)在以下三個(gè)方面：侵占土地；矸石淋水溶水對(duì)周圍地表水、地下水的污染；煤矸石在空氣中自燃排放大量煙塵、S02、C02、H2S等有毒有害的氣體，污染礦區(qū)大氣。其中矸石堆積占用的土地，僅國(guó)有重點(diǎn)煤礦就達(dá)4636公頃。如南票礦務(wù)局，歷年堆積的矸石山多座，占地100多畝，由于矸石自燃，礦區(qū)終年煙霧騰騰，嚴(yán)重影響礦區(qū)人民的健康，矸石山因雨水淋洗污染地下水源，引起礦區(qū)下游居民的腹瀉，不得不投資鋪設(shè)管道為受害村民供給自來(lái)水。1.2.3礦井水和洗煤廠廢水環(huán)境影響 礦井水大部排放，由于礦井水含有不少煤泥等固體物及有毒有害的化學(xué)物、鉛、鎘等稀有元素而污染水資源；洗煤廠排放的煤泥水，國(guó)有煤礦的選煤廠一般已設(shè)有比較完善的煤泥水閉路設(shè)施，得到較好的控制，但由于管理等原因仍有不少選煤廠大量排放煤泥水，特別是地方的小選煤廠，沒有完善的甚至根本沒有煤泥水處理設(shè)施，致使煤泥水大量流失，嚴(yán)重污染礦區(qū)河流。12.4礦區(qū)坑口電站三廢環(huán)境問題 近年來(lái)礦區(qū)坑口電站發(fā)展比較迅速，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，總裝機(jī)容量達(dá)2000kW，年排放灰渣約2000萬(wàn)m3，不僅侵占大量土地，而且沖渣水凈化處理不夠，污染河流。排出的煙囪廢氣沒有很好處理，污染礦區(qū)環(huán)境屢遭罰款。1.2.5礦區(qū)土焦環(huán)境問題 土法煉焦不僅嚴(yán)重浪費(fèi)能源，而且給礦區(qū)造成十分嚴(yán)重的環(huán)境污染。這是因?yàn)橥练捊故且环N十分落后的生產(chǎn)工藝，煉焦過(guò)程中產(chǎn)生的含有二氧化硫、一氧化碳、硫化氫、氰化物、揮發(fā)酚、煙塵及強(qiáng)力致癌物苯并芘等的煤氣及焦油毫無(wú)回收處理設(shè)施，在礦區(qū)大量肆意擴(kuò)散；據(jù)古交的實(shí)測(cè)結(jié)果，每煉一噸土焦可排放煙塵20公斤，苯系物3.9公斤，二氧化硫6.1公斤，還有揮發(fā)酚、硫化物、氰化物等有害物。據(jù)山西環(huán)保局測(cè)定，僅土焦一項(xiàng)每年排放廢氣12. 3320. 55億m3，煙塵2056噸，硫化氫224噸，苯系物65.7噸，氰化物28. 77噸，揮發(fā)酚822噸，硫化物164.6噸。此外，含有酚等多種有毒物的熄焦水隨地橫流，污染水源和土壤。特別在焦生產(chǎn)集中的礦區(qū)，濃煙蔽日，寸草不生，毀滅性地破壞生態(tài)環(huán)境。水源污染和大量致癌物危及礦區(qū)人民的健康和生命。同時(shí)，因土法煉焦工藝落后，需要1.82噸煤才能煉1噸焦，與機(jī)焦相比，多耗煤o450.55噸。對(duì)此，國(guó)務(wù)院自1982年以來(lái)三令五申限制土焦生產(chǎn)，但屢禁不絕，而且呈增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)（年產(chǎn)量由1952年的67萬(wàn)噸增長(zhǎng)到1989年的1850萬(wàn)噸）。更有甚者，土焦一般僅利用結(jié)焦性好的煤種單煤煉焦，如任其發(fā)展，必將使礦區(qū)生態(tài)環(huán)境更加惡化并加速優(yōu)質(zhì)煤資源的枯竭。1.2.6 其它污染問題 煤礦瓦斯：目前瓦斯開發(fā)主要抽放煤層和圍巖的瓦斯，其主要目的是保證安全，其抽出率僅15%，與國(guó)外先進(jìn)水平的40%相比，具有很大潛力。由于過(guò)去把瓦斯視為廢物，有相當(dāng)一部分瓦斯放空，或點(diǎn)常明火，污染礦區(qū)環(huán)境。 水泥制磚：隨著煤矸石的利用，礦區(qū)水泥制磚業(yè)發(fā)展很快，目前僅煤炭系統(tǒng)就建有煤矸石制磚廠188座，總能力達(dá)16億塊。矸石水泥生產(chǎn)能力為130萬(wàn)噸，其污染主要是磚和水泥窯的排煙污染。 硫鐵礦焙燒制硫酸、煉硫磺：由于我國(guó)硫精砂供不應(yīng)求，和天然硫鐵礦建設(shè)周期長(zhǎng)、成本高，因此在一些高硫煤礦區(qū)開發(fā)利用煤系硫鐵礦，建成了一批選硫車間，硫精砂年產(chǎn)量已近20萬(wàn)噸，并發(fā)展了一些用煤系硫鐵礦生產(chǎn)硫酸的生產(chǎn)廠，其工藝一般比較簡(jiǎn)單，特別是高爐生產(chǎn)硫磺，尾氣中含有相當(dāng)高的二氧化硫影響礦區(qū)大氣環(huán)境。 局部污染：如燃用含砷的煤產(chǎn)生的煙氣污染。據(jù)報(bào)導(dǎo)，貴州西南地區(qū)興義市地方病防治辦公室統(tǒng)計(jì)，在興仁縣、興義市等四個(gè)縣市大約200萬(wàn)人口的居住區(qū)內(nèi)，大約有七千人患有砷中毒，并不斷有人死亡。13礦區(qū)環(huán)保問題展望 由于以下原因，礦區(qū)環(huán)保問題將愈來(lái)愈嚴(yán)重： 其一，據(jù)國(guó)家計(jì)委與亞洲開發(fā)銀行，利用MEDEE-S模型，按終端能源水平出發(fā)，得出中國(guó)20002015年一次常規(guī)能源消費(fèi)及構(gòu)成的預(yù)測(cè)，即使到2015年，我國(guó)的石油、天然氣，水電、核電等優(yōu)質(zhì)能源雖有所增加，但仍以煤炭為主要能源。煤炭環(huán)境問題的研究，將是發(fā)展我國(guó)經(jīng)濟(jì)的必須解決的主要課題。同時(shí)，目前我國(guó)煤炭環(huán)境問題已很嚴(yán)重。如不采取措施，我國(guó)的煤炭環(huán)境特別是礦區(qū)環(huán)境將更加嚴(yán)重。 其二，鑒于我國(guó)高硫煤的沉積、分布、開采特點(diǎn)，隨著我國(guó)主要聚煤區(qū)上組（山西組）低硫煤的采減，下組（太原統(tǒng)）高硫煤產(chǎn)量日增，原煤硫分將與日俱增，燃煤排放的二氧化硫量將愈來(lái)愈多。 其三，隨著我國(guó)潔凈煤技術(shù)的發(fā)展，煤炭用戶要求的日益提高，用能工業(yè)的合理布局及節(jié)能、節(jié)運(yùn)和礦區(qū)合理洗選加工回收礦產(chǎn)資源的發(fā)展，煤矸石及低質(zhì)煤將更多地集中在礦區(qū)加工利用，因此，礦區(qū)的煤矸石處理、低質(zhì)煤發(fā)電、選硫選礦及其共伴物精加工、深加工的環(huán)境污染將日益嚴(yán)重。 其四，煤系共伴生礦物的合理利用和礦區(qū)發(fā)展煤及其共伴生礦物深加工多行業(yè)的結(jié)構(gòu)已勢(shì)在必行，礦區(qū)三廢排污量將顯著增加。2 煤炭開采和利用中環(huán)保問題的治理途徑和對(duì)策21加強(qiáng)礦區(qū)地表沉陷的治理2.1.1 推廣和開發(fā)研究三下采煤技術(shù) 目前，我國(guó)在建筑物下、鐵路下及河下采煤技術(shù)已比較成熟，先后在華東、華北等平原地區(qū)的絕大部分礦區(qū)應(yīng)用，不僅采出大量煤炭，而且盡可能地保護(hù)礦區(qū)地表不受很大的破壞。2.2.2造地復(fù)田 研究利用煤矸石、礦區(qū)工業(yè)廢渣等回填陷區(qū)、造田復(fù)墾，近年來(lái)我國(guó)取得可喜的成果，先后在淮北、開灤、平頂山等十多個(gè)局進(jìn)行造地復(fù)田，不僅取得近2億元的經(jīng)濟(jì)效益，而且復(fù)地2萬(wàn)多畝。如淮北礦務(wù)局，到1988年用矸石回填塌陷區(qū)5927畝。其中用于工業(yè)占地1288畝，生活福利用地1415畝，遷村宅基地用地568畝，其它用地2656畝。實(shí)踐證明，在回填區(qū)上建造房屋設(shè)施，經(jīng)多年考驗(yàn)安全可靠。種植莊稼861畝，取得顯著效益。 對(duì)策是：(1)推廣造地復(fù)田技術(shù)；(2)強(qiáng)化造地復(fù)田工藝技術(shù)的科研；加強(qiáng)充填物特別是對(duì)灰渣中有害物質(zhì)的污染特性及遷移規(guī)律、防污染或降解技術(shù)及處理工藝等方面需要進(jìn)行深入的研究；(3)將造地復(fù)田，礦區(qū)廢渣治理納入規(guī)劃設(shè)計(jì)。2.1.3研究晉陜蒙接壤地區(qū)各礦區(qū)地表保護(hù)問題 其中水土流失問題的對(duì)策，應(yīng)是主要貫徹計(jì)委和水利部關(guān)于“開發(fā)建設(shè)晉陜蒙接壤地區(qū)水土保持規(guī)定”中有關(guān)原則。2.1.4提高回采率、煤系共伴生礦物與煤炭同步開采及防止礦區(qū)地表的二次破壞 其主要對(duì)策有： (1)完善和貫徹礦產(chǎn)資源法。資源法應(yīng)充分考慮回采率、煤種、煤質(zhì)、地質(zhì)條件、預(yù)計(jì)開采成本等因素，以及完善貫徹措施。 (2)煤田地質(zhì)勘探和礦井建設(shè)必須同時(shí)考慮共伴生礦產(chǎn)資源的加工利用。2.1.5礦區(qū)綠化 據(jù)研究，苗木可通過(guò)葉片上的氣孔和枝條上的皮孔吸收35S02，特別是幼嫩枝條及莖本栓化程度差的枝條皮孔吸收35S02的數(shù)量相當(dāng)可觀。滇楊苗木條吸收量可達(dá)全枝的1/3左右。吸收的35SO2通過(guò)莖的韌皮很快達(dá)到根部，并可排出體外。實(shí)驗(yàn)證明，樹木在一定的忍耐限度內(nèi)，可通過(guò)葉片和枝條上的氣孔大量吸收有害氣體，并在代謝中轉(zhuǎn)變?yōu)闊o(wú)害成分，達(dá)到凈化大氣、保護(hù)環(huán)境的目的。據(jù)估計(jì)1公頃柳杉林每天吸收的SO2量可超過(guò)60公斤。因此在礦區(qū)特別是高硫煤礦區(qū)造林綠化，有利于大氣凈化，改善礦區(qū)環(huán)境。2.2礦井瓦斯環(huán)境治理 據(jù)估計(jì)，80年代我國(guó)煤礦瓦斯儲(chǔ)量在3萬(wàn)億r13以上。多少年，來(lái)煤礦瓦斯一直威脅著煤礦的安全生產(chǎn)，至今瓦斯爆炸事故常有發(fā)生但自瓦斯抽放以來(lái)，事故顯著減少。全國(guó)653對(duì)礦井建立瓦斯抽放系統(tǒng)124對(duì)，但只有104對(duì)抽放，抽放較好的僅52對(duì)，現(xiàn)有抽放能力10億m3，抽放工藝為井下負(fù)壓抽放，抽放地點(diǎn)主要有煤層抽放、鄰近煤層抽放和圍巖抽放。采空區(qū)抽放率只有15%，與先進(jìn)國(guó)家的40%抽放率相比，具有很大潛力。過(guò)去抽放瓦斯主要為了安全，不重視利用，甚至放空污染環(huán)境。70年代曾建有5個(gè)甲醛廠、10個(gè)炭黑廠，但因濃度低、產(chǎn)品滯銷而處于半停頓狀態(tài)。今后要重視采空區(qū)抽放，提高瓦斯抽放率，對(duì)瓦斯?jié)舛群谩a(chǎn)量穩(wěn)定的，如松藻礦務(wù)局研究利用燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電，對(duì)人口比較集中的礦區(qū)和鄰近城市的礦區(qū)，應(yīng)盡可能民用，以變害為利、改善礦區(qū)環(huán)境。 在瓦斯的開發(fā)、利用、環(huán)保問題上今后需要研究瓦斯的成因、賦存積儲(chǔ)條件及低濃度瓦斯的利用。臨近城市的礦區(qū)瓦斯要研究民用管道供氣。2.3加強(qiáng)煤炭及其共伴生礦物的綜合洗選加工，發(fā)揮環(huán)保作用 提高煤炭利用效率是改善我國(guó)煤炭環(huán)境、節(jié)能、節(jié)運(yùn)、合理利用礦產(chǎn)資源一舉多得的途徑。而經(jīng)驗(yàn)證明，洗煤加工是提高煤質(zhì)、確保煤炭?jī)?yōu)化利用的前提，是提高煤炭熱能利用效率的基礎(chǔ)。因此，煤炭洗選加工應(yīng)該是改善煤炭環(huán)境的主要技術(shù)途徑。其中的主要方法如下所述。2.3.1增加原煤入洗比重，優(yōu)化煤炭品種利用的地區(qū)合理布局 目前我國(guó)煤炭生產(chǎn)和利用的格局是：產(chǎn)地偏集北部、西部，用戶偏處東部、南部，運(yùn)距遠(yuǎn)，加劇了鐵路、公路運(yùn)煤沿線的環(huán)境污染，主要聚煤區(qū)因運(yùn)力不夠而積壓煤炭，加劇礦區(qū)環(huán)境污染。同時(shí)，目前礦區(qū)實(shí)際上用優(yōu)質(zhì)煤，用戶地區(qū)用一般煤，大量工業(yè)廢渣分散于城市用煤地區(qū)。為了改善運(yùn)煤和城市燃煤廢渣的環(huán)境，應(yīng)盡量將劣質(zhì)煤、低質(zhì)煤集中在礦區(qū)利用，從其廢渣中選取有用礦物和增加造地復(fù)田材料，同時(shí)達(dá)到節(jié)能、節(jié)運(yùn)，提高煤礦、用戶的經(jīng)濟(jì)效益等目的，必須對(duì)煤炭品種的利用進(jìn)行地區(qū)的合理布局。對(duì)此，應(yīng)根據(jù)我國(guó)煤賦存特征而定，為便于討論，將大同、開灤等17個(gè)礦務(wù)局的煤對(duì)灰分量、硫分量在粒度和密度上分布進(jìn)行如下分析。 如設(shè)：目前入洗比重為19%，動(dòng)力煤洗選深度為13mm，分選密度為1.9t/m3;今后入洗比重100%，動(dòng)力煤洗選深度3(0.5)，分選密度1. 5t/m3 則初步估算為：目前留在礦區(qū)的灰分量為4. 95%；硫分量為4.94% 今后留在礦區(qū)的灰分量為63. 99%；硫分量為51. 99% 可見，增加入洗比重，并對(duì)現(xiàn)有選煤廠（主要是動(dòng)力煤選煤廠）降低分選下限和分選密度就可顯著減少城市工業(yè)廢渣、改善環(huán)境，達(dá)到提高商品煤質(zhì)量，減少運(yùn)量，提高經(jīng)濟(jì)效益等上述目的。 其對(duì)策為： (1)優(yōu)質(zhì)煤外運(yùn)、遠(yuǎn)運(yùn)，低質(zhì)煤、劣質(zhì)煤礦區(qū)就此潔凈，發(fā)電外輸。 (2)礦區(qū)優(yōu)先配置高能耗產(chǎn)業(yè)（如化肥、電石、鐵合金等）。2.3.2礦區(qū)煤炭綜合加工，潔凈利用 即以洗煤為籠頭，利用高效經(jīng)濟(jì)洗選方法將原煤（含半煤巖掘進(jìn)煤）按煤種、粒度、質(zhì)量分成不同等級(jí)的品種?；伊虻偷纳唐访和膺\(yùn)，低質(zhì)煤、劣質(zhì)煤視其質(zhì)量粒度優(yōu)化加工利用。質(zhì)量偏好的粉煤、煤泥開發(fā)型煤或固硫型煤；質(zhì)量偏差的粉煤、煤泥用（固硫）煤泥沸騰爐等潔凈發(fā)電。低、劣質(zhì)煤按其質(zhì)量選用固硫沸騰爐、固硫循環(huán)流化床等燃燒器潔凈發(fā)電；煤矸石進(jìn)行選硫或再選，回收的沸騰煤坑口電站潔凈發(fā)電；附加值高、有市場(chǎng)的硫精砂外銷，外銷困難的深加工提取硫磺和生產(chǎn)硫酸。對(duì)高硫煤礦區(qū)，發(fā)電灰渣，制酸焙燒爐渣等進(jìn)行選礦，回收鐵精礦漂珠等附加值高的礦產(chǎn)資源。并利用這些廢渣生產(chǎn)水泥和制磚，最終廢渣作為造地復(fù)田的填料。使采煤、燃煤廢渣在礦區(qū)用光用盡，變廢為利，變害為寶。 型煤也是綜合加工中主要手段之一，不僅有顯著的節(jié)能效果，而且可大大減少環(huán)境污染。但在原料來(lái)源，煤種品種的選擇和產(chǎn)品去向等方面，要有具體針對(duì)性。爐前型煤，基于層燃機(jī)理優(yōu)化的多粒級(jí)型煤，應(yīng)該是一般工業(yè)鍋爐的優(yōu)選項(xiàng)目；目前在礦區(qū)大量積壓的無(wú)煙末煤，應(yīng)開發(fā)研究生產(chǎn)化肥原料氣的氣化型煤。2.3.3共伴生礦物的開采加工回收 在我國(guó)的煤系地層中還賦存著豐富的共伴生礦物，如非金屬礦產(chǎn)的高嶺巖、膨潤(rùn)土、石墨、耐火粘土、硅藻土等，以及一些有益的共伴生元素，如鍺、釩、鎵、鉬、鈾等。據(jù)專門的調(diào)查研究，儲(chǔ)量大、品質(zhì)好、附加值高的有高嶺巖、耐火粘土、膨潤(rùn)土、石墨和硅藻土，可供礦區(qū)發(fā)展多種產(chǎn)業(yè)。對(duì)這些礦物進(jìn)行深加工，生產(chǎn)出諸如：高嶺土類的造紙、橡膠、塑料用的高級(jí)涂料和填料，優(yōu)質(zhì)陶瓷原料及藥用高嶺土產(chǎn)品；耐火粘土類的用于冶金的高鋁磚，耐火材料骨料、粉料、耐火混凝土及耐火纖維等；生產(chǎn)用于建材的高鋁耐磨磚、高鋁水泥等，生產(chǎn)用于研磨工業(yè)的電熔剛玉等；膨潤(rùn)土類的鉆井水泥，鐵精礦粉團(tuán)礦粘結(jié)劑，鑄造型砂粘結(jié)劑及農(nóng)藥吸附劑；硅藻類的用于隔熱隔音材料、化學(xué)載體，助濾劑及用于橡膠、塑料、造紙、油漆、顏料、藥物及肥皂等用的填料、大型輕質(zhì)墻體材料；石墨類經(jīng)深加工的冶金石墨保護(hù)植、鈦鎂磚、彩電顯像管石墨乳、人造金剛石、鉛筆芯、膠電炭制品等等。這些礦物的產(chǎn)品用途十分廣泛，附加值高，適銷市場(chǎng)，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中具有重要地位，其中不少要花外匯進(jìn)口，應(yīng)進(jìn)行選礦回收。為煤炭工業(yè)發(fā)展多種產(chǎn)業(yè)，提高經(jīng)濟(jì)效益，提供了有利的天然條件。其加工的廢物，可利用礦區(qū)之便，作為充填物料。從而達(dá)到以煤為本，多種經(jīng)營(yíng)，充分利用國(guó)家礦產(chǎn)資源，提高煤炭經(jīng)濟(jì)效益，為提高原煤入洗比重、改善環(huán)保而增加資金投入。2.3.4依靠科技完善和推廣科學(xué)化選煤決策軟件 隨著煤礦推向市場(chǎng)，煤炭企業(yè)要求通過(guò)調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)等逐步發(fā)展為以煤為本、綜合發(fā)展、多種經(jīng)營(yíng)的聯(lián)合企業(yè)。選煤、選礦起著尤為重要的作用。為適應(yīng)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)特點(diǎn)，完善和推廣科學(xué)化選煤決策，確保環(huán)保，提高能源利用率和經(jīng)濟(jì)效益，是一個(gè)不可忽視的技術(shù)途徑。 該決策軟件的內(nèi)容很多，其中主要是產(chǎn)品結(jié)構(gòu)優(yōu)化。該軟件應(yīng)該適應(yīng)風(fēng)選、水洗和重介選煤工藝，支持近似，平移分配優(yōu)化，可支持各作業(yè)優(yōu)化、不優(yōu)化、或部分優(yōu)化，能適應(yīng)灰分基、熱值基、自定義、出廠價(jià)或銷售價(jià)等五種價(jià)格計(jì)算，可支持浮選二種分配方式優(yōu)化，并有灰基、硫基、熱基三種質(zhì)量?jī)?yōu)化及部分摻配的優(yōu)化，即可適應(yīng)礦井煤炭數(shù)、質(zhì)量的變化，又可追蹤市場(chǎng)煤炭產(chǎn)品價(jià)格的變化。目前我國(guó)已開發(fā)有這種功能齊全軟件，但應(yīng)按各礦區(qū)的具體情況加以完善。該軟件不僅可供各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)機(jī)構(gòu)宏觀、動(dòng)態(tài)決策，又可為選煤廠根據(jù)入洗各礦煤的煤炭數(shù)、質(zhì)量變化情況及市場(chǎng)變化情況及時(shí)動(dòng)態(tài)決策，并可隨時(shí)優(yōu)化選煤廠工藝操作。加以擴(kuò)展，將有助于煤礦產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化。2.3.5研究投資省及環(huán)境效益好的動(dòng)力煤選煤廠工藝流程 今后必將提高原煤入洗比重，主要是提高在我國(guó)消費(fèi)結(jié)構(gòu)中占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)的動(dòng)力煤的入洗比重。目前我國(guó)國(guó)有重點(diǎn)煤礦的選煤廠一般有較好的煤泥水凈化回收系統(tǒng)。煤泥水污染環(huán)境問題較小，但大量的地方中小選煤廠沒有或煤泥水處理系統(tǒng)不完善，不僅浪費(fèi)大量煤泥，而且嚴(yán)重污染礦區(qū)河流。其主要原因是煤泥水處理系統(tǒng)的初期投資和生產(chǎn)費(fèi)用高，從小礦自身的經(jīng)濟(jì)利益出發(fā)一般不愿采用。其解決辦法，除執(zhí)行環(huán)保法規(guī)措施外，必須走投資省、工藝環(huán)境效益好的煤泥水處理工藝流程途徑。根據(jù)目前我國(guó)已取得的選煤工藝成果，通過(guò)工藝設(shè)備的優(yōu)化組合及必要的一些開發(fā)研究，完全有可能實(shí)現(xiàn)這一目的。2.3.6煤炭（有用共伴生礦物）綜合洗選加工的對(duì)策 (1)調(diào)節(jié)煤價(jià)，促進(jìn)煤炭行業(yè)與其它行業(yè)平等競(jìng)爭(zhēng) 主要表現(xiàn)為煤價(jià)過(guò)低。據(jù)有關(guān)研究，我國(guó)煤炭與鋼材、糧食、棉花、電力的比價(jià)只相當(dāng)于國(guó)外的13%45%，煤炭?jī)r(jià)僅為國(guó)際市場(chǎng)價(jià)的1/3，這是煤炭在各行業(yè)中競(jìng)爭(zhēng)不力，導(dǎo)致全行業(yè)虧損的重要原因之一。必須在宏觀上逐步理順煤與其它行業(yè)產(chǎn)品的比價(jià)。 (2)完善和堅(jiān)決貫徹資源稅、促進(jìn)煤炭行業(yè)內(nèi)部的平等競(jìng)爭(zhēng) 目前我國(guó)煤礦有國(guó)有、地方、鄉(xiāng)鎮(zhèn)乃至個(gè)人經(jīng)營(yíng)。大礦小礦、新礦老礦由于開采垂深、地質(zhì)條件、開采程序、回采率高低、煤質(zhì)可選性等條件的不同，噸原煤生產(chǎn)成本有顯著的不同。這也是導(dǎo)致煤價(jià)低的原因之一。同時(shí)產(chǎn)生一些小礦為了追求經(jīng)濟(jì)效益亂采亂挖、回采率低下、破壞正常開采程序和礦環(huán)境。解決的主要辦法是完善和堅(jiān)決貫徹資源稅，研究出一套與回采率、噸煤生產(chǎn)成本掛構(gòu)的資源稅法。 (3)完善噸煤工資含量包干辦法，與商品煤的數(shù)量和技術(shù)質(zhì)量掛構(gòu)。 (4)提高入洗煤比重，選煤與共伴生礦物加工利用應(yīng)該與礦井建設(shè)同時(shí)進(jìn)行。3 礦區(qū)煤炭利用環(huán)境的治理3.1 礦區(qū)電廠環(huán)境的治理 礦區(qū)電廠有國(guó)家所屬的大型電廠和礦務(wù)局的坑口電廠，但均應(yīng)燃用煤炭產(chǎn)品結(jié)構(gòu)優(yōu)化下的低質(zhì)煤。目前礦區(qū)電廠發(fā)展很快，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，總裝機(jī)容量達(dá)2000萬(wàn)kW，對(duì)環(huán)境的污染有燃煤煙氣、沖渣水和廢渣三種。 國(guó)家所屬礦區(qū)電廠其煙塵及廢水處理設(shè)施比較完善，主要問題是灰渣和NOx，前者全國(guó)年排放量達(dá)2000萬(wàn)Ill3（含坑口電廠），應(yīng)按本文“礦區(qū)煤炭綜合加工潔凈利用”節(jié)內(nèi)提出的方法，先選礦，開發(fā)建材，最終廢渣作為礦區(qū)造地復(fù)田的材料。氮氧化物如不處理，污染相當(dāng)嚴(yán)重。如一個(gè)100萬(wàn)kW的電廠，一年可排放2萬(wàn)噸氮氧化物，必須處理。處理辦法，如果更新設(shè)備，應(yīng)采用先進(jìn)的流化床鍋爐等燃燒器；如利用現(xiàn)有鍋爐則應(yīng)增加脫氮設(shè)施加以治理，其途徑主要有減少氮氧化物的形成和采用氮還原法及吸收法脫去氮氧化物。 坑口電廠一般以采用沸騰爐或循環(huán)流化床為宜，因爐溫較低，氮氧化物較少。對(duì)高硫煤可添加固硫劑解決二氧化硫的排放，主要問題是沖渣水的凈化回收。應(yīng)參照選煤廠煤泥水處理系統(tǒng)研究開發(fā)坑口電廠沖渣水處理工藝和設(shè)備。3.2礦區(qū)小型工業(yè)鍋爐的環(huán)境治理 在不更改鍋爐的情況下，原則上采用大型工業(yè)適用的排污技術(shù)，但成本較貴。最好的辦法是采用熱電聯(lián)供和區(qū)域集中供熱。前者與分產(chǎn)熱、電相比可節(jié)約燃料35%，后者可使規(guī)模擴(kuò)大，便于集中采取排污設(shè)施，可利用供給用戶的余熱節(jié)能。3.3礦區(qū)焦?fàn)t環(huán)境治理如前所述，土焦?fàn)t污染極為嚴(yán)重，已到了非禁不可的地步。對(duì)此，山西省大力開發(fā)改良焦，代替了不少土焦，土焦結(jié)構(gòu)有了很大改善。但是能源浪費(fèi)仍然相當(dāng)嚴(yán)重。由于煉焦溫度高達(dá)9501150，煤中有毒有害物質(zhì)伴隨揮發(fā)分和煤焦油大量逸出。對(duì)于正規(guī)焦?fàn)t，因有煤氣、焦油回收及深加工設(shè)施，污染很小。但因大部采用濕法熄焦，其損失的能耗約占煉焦能耗的50%，同時(shí)殘留在焦炭中的硫與熄焦水反應(yīng)產(chǎn)生硫化氫、二氧化硫等有害氣體，因此需要進(jìn)一步完善，而對(duì)土焦則必須嚴(yán)禁、整頓。 治理途徑：改良的，甚至目前大部分的大型焦?fàn)t，應(yīng)采用干法熄焦，可解決濕法熄焦的缺點(diǎn)，但熄焦設(shè)備投資高，其較好的選擇，傾向于用壓力熄焦。土焦不是簡(jiǎn)單的治理，而是必須整頓。它涉及個(gè)人、地方、中央的經(jīng)濟(jì)利益，因此關(guān)鍵要用經(jīng)濟(jì)的手段來(lái)解決。同意“寓禁于征”的辦法，通過(guò)調(diào)整稅收的方法，限制其利潤(rùn)（變?yōu)槠骄麧?rùn)）；同時(shí)，國(guó)家和地方采用協(xié)調(diào)一致的行政手段，并成立專門的權(quán)威機(jī)構(gòu)實(shí)施有效管理。4 完善煤炭消費(fèi)結(jié)構(gòu) 據(jù)有關(guān)專家研究，完善煤炭消費(fèi)結(jié)構(gòu)是對(duì)目前用煤環(huán)境治理比較好的一個(gè)途徑。目前我國(guó)煤炭消費(fèi)結(jié)構(gòu)中環(huán)境效果較好、能源利用率較高的為電站鍋爐及型煤，較差的是以一般工業(yè)鍋爐為主的工業(yè)燃料和以成千上萬(wàn)民用灶具為主的民用燃料。據(jù)研究，如果前者比例分別由過(guò)去的22%相5%，增調(diào)為33%和10%，后者的比例由過(guò)去的so%和20%分別下調(diào)為39%和5%，則燃煤產(chǎn)生的煙塵和SO2的年排放量將分別控制在1800萬(wàn)噸和2000萬(wàn)噸，煤炭平均利用效率增加20%.要做到這一點(diǎn)，仍然需要大量資金的投入，但其效果顯著，仍不失為解決煤炭環(huán)境的經(jīng)濟(jì)有效的途徑。5 結(jié)束語(yǔ) 煤炭是我國(guó)賴以發(fā)展國(guó)民經(jīng)濟(jì)的主要能源，又是影響我國(guó)環(huán)境的主要污染源。因此，我們同時(shí)肩負(fù)著發(fā)展經(jīng)濟(jì)和保護(hù)環(huán)境的雙重任務(wù)。礦區(qū)煤炭開采和利用中的環(huán)保問題在全國(guó)煤炭環(huán)境問題上占有重要地位，不可忽視。 在與煤炭環(huán)境有關(guān)的問題上，目前我國(guó)面臨著以下諸多矛盾：在煤炭人均占有量上是貧國(guó)，但煤炭絕對(duì)產(chǎn)量上是大國(guó)；一方面煤炭供應(yīng)緊張，另一方面煤炭浪費(fèi)嚴(yán)重；一方面煤炭運(yùn)輸極為緊張，另一方面大量煤矸石作無(wú)效運(yùn)輸；一方面煤炭資源無(wú)價(jià)，另一方面煤炭低價(jià)；一方面煤炭入洗比重很低，另一方面洗煤廠開工能力不足I先進(jìn)的采煤、選煤方法與落后采煤、選煤方法并存；相當(dāng)高效的用煤設(shè)備與落后的用煤設(shè)備并存。在發(fā)人深思后，應(yīng)該得出這樣的結(jié)論：資金是主要矛盾，提高煤炭利用效率是關(guān)鍵，顯著提高煤炭利用效率的同時(shí)就可顯著改善環(huán)境，只有顯著