煤炭開采和利用中的環(huán)保問題及對策.doc

1.不悔夢歸處，只恨太匆匆。2.有些人錯過了，永遠無法在回到從前;有些人即使遇到了，永遠都無法在一起，這些都是一種刻骨銘心的痛!3.每一個人都有青春，每一個青春都有一個故事，每個故事都有一個遺憾，每個遺憾都有它的青春美。4.方茴說：可能人總有點什么事，是想忘也忘不了的。5.方茴說：那時候我們不說愛，愛是多么遙遠、多么沉重的字眼啊。我們只說喜歡，就算喜歡也是偷偷摸摸的。6.方茴說：我覺得之所以說相見不如懷念，是因為相見只能讓人在現(xiàn)實面前無奈地哀悼傷痛，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)保問題及對策姜 帆 龔禎祥 摘要根據(jù)我國煤炭生產(chǎn)加工利用現(xiàn)狀，本文重點概述、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)保問題進行了探討，提出了部分對策建議。強調(diào)了造地復田和煤炭及其共伴生礦物合理洗選加工在解決我國煤炭環(huán)境、節(jié)能、節(jié)運、提高經(jīng)濟效益中的重要作用。關鍵詞潔凈煤，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，煤炭資源占我國總能源資源的90%，而且在可預見的將來，以煤為主的能源結(jié)構尚不會改變。目前我國煤炭產(chǎn)量已達11.4億噸，世界最大的煤炭生產(chǎn)大國和消費大國，也是煤炭環(huán)境問題十分嚴重的國家。當前，人類面臨著因燃煤大量排放C02產(chǎn)生的“溫室效應”導致的全球氣候變暖的挑戰(zhàn)。我國燃煤引起的SO2等大量排放的環(huán)境問題，也已引起周邊國家的關注，成為制約我國經(jīng)濟發(fā)展的因素，煤炭環(huán)境問題急待解決。 我國煤炭開采中的環(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、焦爐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、土焦爐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)保有關的技術途徑和對策。1 我國煤炭生產(chǎn)和加工利用中環(huán)境現(xiàn)狀及展望教授級高級工程師：高級工程師，煤炭科學研究總院唐山分院，063012唐山 收稿日期，1994-05-101.1全國的現(xiàn)狀和展望 目前我國原煤產(chǎn)量的結(jié)構為，國有重點礦占44%，地方和鄉(xiāng)鎮(zhèn)煤礦占56%，一改過去以國有重點礦為主的格局。我國煤礦分散，2/3國土有煤礦。有煤礦就有發(fā)電、建材、化工等相應行業(yè)。因此，在中國煤炭環(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。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%它與我國高硫、難選煤多及提高煤炭潔凈程度的要求不相適應。 目前入洗煤種的結(jié)構為：煉焦煤占47%，動力煤占28%，無煙煤占21%，褐煤占4%市場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%主要問題是污染嚴重、效率低的工業(yè)鍋爐及民用煤比例高達50%；仍有7%的直銷原煤，而經(jīng)過洗選的商品煤只占29%按發(fā)揮環(huán)境和節(jié)能效益要求，煤炭供需嚴重不對路，直接影響煤炭利用效率和環(huán)保。 當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、燃煤污染嚴重。如全國平均供電煤耗比國外高lOOg/kWh，40萬臺一般工業(yè)鍋爐平均熱效率低于發(fā)達國家15 %20%，14萬臺工業(yè)窯爐的平均熱效率低于國外10%，蒸汽機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%；燃煤污染極為嚴重，據(jù)1992年環(huán)境公報公布，全國排放S021687萬噸，排放煙塵1414萬噸，排放工業(yè)固體廢物5.6億噸。粉煤灰排放占地13000公頃。 盡管改革開放以來我國能源工業(yè)取得很大發(fā)展，但人均能源消費量僅相當于世界人均占有量水平的13%.可見我國靠高能耗、高污染情況來提高能源人均占有量，環(huán)境污染將不堪設想。 據(jù)研究，就全國因煤炭產(chǎn)生的污染而言，1985年實際、2000年預測和按2000年環(huán)境保護綱要目標三者的用煤量，全國主要城市SOz和煙塵日均濃度如附表所示。 附表 全國煤炭消費量及主要城市S02和煙塵排放量 由附表可見，為實現(xiàn)全國2000年規(guī)劃綱要提出的目標，必須使S02和煙塵的年排放量分別達到160萬噸和592萬噸。 當然，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)達到一定濃度就會對人體健康造成危害。1.2礦區(qū)環(huán)保問題現(xiàn)狀主要有礦井建設生產(chǎn)對地表破環(huán)、土地資源破壞及生態(tài)環(huán)境的破壞；礦區(qū)生產(chǎn)建設過程中產(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，由于采煤造成地表沉陷的面積達210萬畝，其中耕地110萬畝，并以每年沉陷33萬畝，耕地損失16.5萬畝的速度遞增。倒塌毀壞房屋、損壞礦區(qū)公路及橋梁、破壞礦區(qū)供排水設施不計其數(shù)。僅七臺河礦區(qū)，其采空面積就達4209萬m2，塌陷面積400萬m2，倒塌房屋和房屋損壞不能居住的面積達42萬II12；城市供排水基礎設施損壞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嚴重。該區(qū)今后總規(guī)模達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，是全國的重點水土保持區(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%，全國每年排放1.5億噸之巨。僅國有重點煤礦每年就排放7600萬噸。歷年矸石堆存量多達15. 75億噸，占地8670公頃。它對礦區(qū)的污染，主要表現(xiàn)在以下三個方面：侵占土地；矸石淋水溶水對周圍地表水、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，僅國有重點煤礦就達4636公頃。如南票礦務局，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，不得不投資鋪設管道為受害村民供給自來水。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物、鉛、鎘等稀有元素而污染水資源；洗煤廠排放的煤泥水，國有煤礦的選煤廠一般已設有比較完善的煤泥水閉路設施，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施，致使煤泥水大量流失，嚴重污染礦區(qū)河流。12.4礦區(qū)坑口電站三廢環(huán)境問題 近年來礦區(qū)坑口電站發(fā)展比較迅速，據(jù)不完全統(tǒng)計，總裝機容量達2000kW，年排放灰渣約2000萬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 土法煉焦不僅嚴重浪費能源，而且給礦區(qū)造成十分嚴重的環(huán)境污染。這是因為土法煉焦是一種十分落后的生產(chǎn)工藝，煉焦過程中產(chǎn)生的含有二氧化硫、一氧化碳、硫化氫、氰化物、揮發(fā)酚、煙塵及強力致癌物苯并芘等的煤氣及焦油毫無回收處理設施，在礦區(qū)大量肆意擴散；據(jù)古交的實測結(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)保局測定，僅土焦一項每年排放廢氣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，因土法煉焦工藝落后，需要1.82噸煤才能煉1噸焦，與機焦相比，多耗煤o450.55噸。對此，國務院自1982年以來三令五申限制土焦生產(chǎn)，但屢禁不絕，而且呈增長態(tài)勢（年產(chǎn)量由1952年的67萬噸增長到1989年的1850萬噸）。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%，與國外先進水平的40%相比，具有很大潛力。由于過去把瓦斯視為廢物，有相當一部分瓦斯放空，或點常明火，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16億塊。矸石水泥生產(chǎn)能力為130萬噸，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：由于我國硫精砂供不應求，和天然硫鐵礦建設周期長、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，其工藝一般比較簡單，特別是高爐生產(chǎn)硫磺，尾氣中含有相當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)報導，貴州西南地區(qū)興義市地方病防治辦公室統(tǒng)計，在興仁縣、興義市等四個縣市大約200萬人口的居住區(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)保問題將愈來愈嚴重： 其一，據(jù)國家計委與亞洲開發(fā)銀行，利用MEDEE-S模型，按終端能源水平出發(fā)，得出中國20002015年一次常規(guī)能源消費及構成的預測，即使到2015年，我國的石油、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)展我國經(jīng)濟的必須解決的主要課題。同時，目前我國煤炭環(huán)境問題已很嚴重。如不采取措施，我國的煤炭環(huán)境特別是礦區(qū)環(huán)境將更加嚴重。 其二，鑒于我國高硫煤的沉積、分布、開采特點，隨著我國主要聚煤區(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愈多。 其三，隨著我國潔凈煤技術的發(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)構已勢在必行，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策21加強礦區(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 目前，我國在建筑物下、鐵路下及河下采煤技術已比較成熟，先后在華東、華北等平原地區(qū)的絕大部分礦區(qū)應用，不僅采出大量煤炭，而且盡可能地保護礦區(qū)地表不受很大的破壞。2.2.2造地復田 研究利用煤矸石、礦區(qū)工業(yè)廢渣等回填陷區(qū)、造田復墾，近年來我國取得可喜的成果，先后在淮北、開灤、平頂山等十多個局進行造地復田，不僅取得近2億元的經(jīng)濟效益，而且復地2萬多畝。如淮北礦務局，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。實踐證明，在回填區(qū)上建造房屋設施，經(jīng)多年考驗安全可靠。種植莊稼861畝，取得顯著效益。 對策是：(1)推廣造地復田技術；(2)強化造地復田工藝技術的科研；加強充填物特別是對灰渣中有害物質(zhì)的污染特性及遷移規(guī)律、防污染或降解技術及處理工藝等方面需要進行深入的研究；(3)將造地復田，礦區(qū)廢渣治理納入規(guī)劃設計。2.1.3研究晉陜蒙接壤地區(qū)各礦區(qū)地表保護問題 其中水土流失問題的對策，應是主要貫徹計委和水利部關于“開發(fā)建設晉陜蒙接壤地區(qū)水土保持規(guī)定”中有關原則。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 其主要對策有： (1)完善和貫徹礦產(chǎn)資源法。資源法應充分考慮回采率、煤種、煤質(zhì)、地質(zhì)條件、預計開采成本等因素，以及完善貫徹措施。 (2)煤田地質(zhì)勘探和礦井建設必須同時考慮共伴生礦產(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)量相當可觀。滇楊苗木條吸收量可達全枝的1/3左右。吸收的35SO2通過莖的韌皮很快達到根部，并可排出體外。實驗證明，樹木在一定的忍耐限度內(nèi)，可通過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害成分，達到凈化大氣、保護環(huán)境的目的。據(jù)估計1公頃柳杉林每天吸收的SO2量可超過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，80年代我國煤礦瓦斯儲量在3萬億r13以上。多少年，來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，事故顯著減少。全國653對礦井建立瓦斯抽放系統(tǒng)124對，但只有104對抽放，抽放較好的僅52對，現(xiàn)有抽放能力10億m3，抽放工藝為井下負壓抽放，抽放地點主要有煤層抽放、鄰近煤層抽放和圍巖抽放。采空區(qū)抽放率只有15%，與先進國家的40%抽放率相比，具有很大潛力。過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個甲醛廠、10個炭黑廠，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，對瓦斯?jié)舛群?、產(chǎn)量穩(wěn)定的，如松藻礦務局研究利用燃氣輪機發(fā)電，對人口比較集中的礦區(qū)和鄰近城市的礦區(qū)，應盡可能民用，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煤炭環(huán)境、節(jié)能、節(jié)運、合理利用礦產(chǎn)資源一舉多得的途徑。而經(jīng)驗證明，洗煤加工是提高煤質(zhì)、確保煤炭優(yōu)化利用的前提，是提高煤炭熱能利用效率的基礎。因此，煤炭洗選加工應該是改善煤炭環(huán)境的主要技術途徑。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，運距遠，加劇了鐵路、公路運煤沿線的環(huán)境污染，主要聚煤區(qū)因運力不夠而積壓煤炭，加劇礦區(qū)環(huán)境污染。同時，目前礦區(qū)實際上用優(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)。為了改善運煤和城市燃煤廢渣的環(huán)境，應盡量將劣質(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田材料，同時達到節(jié)能、節(jié)運，提高煤礦、用戶的經(jīng)濟效益等目的，必須對煤炭品種的利用進行地區(qū)的合理布局。對此，應根據(jù)我國煤賦存特征而定，為便于討論，將大同、開灤等17個礦務局的煤對灰分量、硫分量在粒度和密度上分布進行如下分析。 如設：目前入洗比重為19%，動力煤洗選深度為13mm，分選密度為1.9t/m3;今后入洗比重100%，動力煤洗選深度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，并對現(xiàn)有選煤廠（主要是動力煤選煤廠）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，達到提高商品煤質(zhì)量，減少運量，提高經(jīng)濟效益等上述目的。 其對策為： (1)優(yōu)質(zhì)煤外運、遠運，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)濟洗選方法將原煤（含半煤巖掘進煤）按煤種、粒度、質(zhì)量分成不同等級的品種?；伊虻偷纳唐访和膺\，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。對高硫煤礦區(qū)，發(fā)電灰渣，制酸焙燒爐渣等進行選礦，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。但在原料來源，煤種品種的選擇和產(chǎn)品去向等方面，要有具體針對性。爐前型煤，基于層燃機理優(yōu)化的多粒級型煤，應該是一般工業(yè)鍋爐的優(yōu)選項目；目前在礦區(qū)大量積壓的無煙末煤，應開發(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，儲量大、品質(zhì)好、附加值高的有高嶺巖、耐火粘土、膨潤土、石墨和硅藻土，可供礦區(qū)發(fā)展多種產(chǎn)業(yè)。對這些礦物進行深加工，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；膨潤土類的鉆井水泥，鐵精礦粉團礦粘結(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，在國民經(jīng)濟中具有重要地位，其中不少要花外匯進口，應進行選礦回收。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。從而達到以煤為本，多種經(jīng)營，充分利用國家礦產(chǎn)資源，提高煤炭經(jīng)濟效益，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化選煤決策軟件 隨著煤礦推向市場，煤炭企業(yè)要求通過調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構、產(chǎn)品結(jié)構等逐步發(fā)展為以煤為本、綜合發(fā)展、多種經(jīng)營的聯(lián)合企業(yè)。選煤、選礦起著尤為重要的作用。為適應市場經(jīng)濟特點，完善和推廣科學化選煤決策，確保環(huán)保，提高能源利用率和經(jīng)濟效益，是一個不可忽視的技術途徑。 該決策軟件的內(nèi)容很多，其中主要是產(chǎn)品結(jié)構優(yōu)化。該軟件應該適應風選、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，能適應灰分基、熱值基、自定義、出廠價或銷售價等五種價格計算，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)量優(yōu)化及部分摻配的優(yōu)化，即可適應礦井煤炭數(shù)、質(zhì)量的變化，又可追蹤市場煤炭產(chǎn)品價格的變化。目前我國已開發(fā)有這種功能齊全軟件，但應按各礦區(qū)的具體情況加以完善。該軟件不僅可供各級領導機構宏觀、動態(tài)決策，又可為選煤廠根據(jù)入洗各礦煤的煤炭數(shù)、質(zhì)量變化情況及市場變化情況及時動態(tài)決策，并可隨時優(yōu)化選煤廠工藝操作。加以擴展，將有助于煤礦產(chǎn)業(yè)結(jié)構優(yōu)化。2.3.5研究投資省及環(huán)境效益好的動力煤選煤廠工藝流程 今后必將提高原煤入洗比重，主要是提高在我國消費結(jié)構中占絕對優(yōu)勢的動力煤的入洗比重。目前我國國有重點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，不僅浪費大量煤泥，而且嚴重污染礦區(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)費用高，從小礦自身的經(jīng)濟利益出發(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)目前我國已取得的選煤工藝成果，通過工藝設備的優(yōu)化組合及必要的一些開發(fā)研究，完全有可能實現(xiàn)這一目的。2.3.6煤炭（有用共伴生礦物）綜合洗選加工的對策 (1)調(diào)節(jié)煤價，促進煤炭行業(yè)與其它行業(yè)平等競爭 主要表現(xiàn)為煤價過低。據(jù)有關研究，我國煤炭與鋼材、糧食、棉花、電力的比價只相當于國外的13%45%，煤炭價僅為國際市場價的1/3，這是煤炭在各行業(yè)中競爭不力，導致全行業(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。 (2)完善和堅決貫徹資源稅、促進煤炭行業(yè)內(nèi)部的平等競爭 目前我國煤礦有國有、地方、鄉(xiāng)鎮(zhèn)乃至個人經(jīng)營。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。這也是導致煤價低的原因之一。同時產(chǎn)生一些小礦為了追求經(jīng)濟效益亂采亂挖、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決貫徹資源稅，研究出一套與回采率、噸煤生產(chǎn)成本掛構的資源稅法。 (3)完善噸煤工資含量包干辦法，與商品煤的數(shù)量和技術質(zhì)量掛構。 (4)提高入洗煤比重，選煤與共伴生礦物加工利用應該與礦井建設同時進行。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)電廠有國家所屬的大型電廠和礦務局的坑口電廠，但均應燃用煤炭產(chǎn)品結(jié)構優(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，總裝機容量達2000萬kW，對環(huán)境的污染有燃煤煙氣、沖渣水和廢渣三種。 國家所屬礦區(qū)電廠其煙塵及廢水處理設施比較完善，主要問題是灰渣和NOx，前者全國年排放量達2000萬Ill3（含坑口電廠），應按本文“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)造地復田的材料。氮氧化物如不處理，污染相當嚴重。如一個100萬kW的電廠，一年可排放2萬噸氮氧化物，必須處理。處理辦法，如果更新設備，應采用先進的流化床鍋爐等燃燒器；如利用現(xiàn)有鍋爐則應增加脫氮設施加以治理，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，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)模擴大，便于集中采取排污設施，可利用供給用戶的余熱節(jié)能。3.3礦區(qū)焦爐環(huán)境治理如前所述，土焦爐污染極為嚴重，已到了非禁不可的地步。對此，山西省大力開發(fā)改良焦，代替了不少土焦，土焦結(jié)構有了很大改善。但是能源浪費仍然相當嚴重。由于煉焦溫度高達9501150，煤中有毒有害物質(zhì)伴隨揮發(fā)分和煤焦油大量逸出。對于正規(guī)焦爐，因有煤氣、焦油回收及深加工設施，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%，同時殘留在焦炭中的硫與熄焦水反應產(chǎn)生硫化氫、二氧化硫等有害氣體，因此需要進一步完善，而對土焦則必須嚴禁、整頓。 治理途徑：改良的，甚至目前大部分的大型焦爐，應采用干法熄焦，可解決濕法熄焦的缺點，但熄焦設備投資高，其較好的選擇，傾向于用壓力熄焦。土焦不是簡單的治理，而是必須整頓。它涉及個人、地方、中央的經(jīng)濟利益，因此關鍵要用經(jīng)濟的手段來解決。同意“寓禁于征”的辦法，通過調(diào)整稅收的方法，限制其利潤（變?yōu)槠骄麧櫍?；同時，國家和地方采用協(xié)調(diào)一致的行政手段，并成立專門的權威機構實施有效管理。4 完善煤炭消費結(jié)構 據(jù)有關專家研究，完善煤炭消費結(jié)構是對目前用煤環(huán)境治理比較好的一個途徑。目前我國煤炭消費結(jié)構中環(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去的22%相5%，增調(diào)為33%和10%，后者的比例由過去的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1800萬噸和2000萬噸，煤炭平均利用效率增加20%.要做到這一點，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)濟有效的途徑。5 結(jié)束語 煤炭是我國賴以發(fā)展國民經(jīng)濟的主要能源，又是影響我國環(huán)境的主要污染源。因此，我們同時肩負著發(fā)展經(jīng)濟和保護環(huán)境的雙重任務。礦區(qū)煤炭開采和利用中的環(huán)保問題在全國煤炭環(huán)境問題上占有重要地位，不可忽視。 在與煤炭環(huán)境有關的問題上，目前我國面臨著以下諸多矛盾：在煤炭人均占有量上是貧國，但煤炭絕對產(chǎn)量上是大國；一方面煤炭供應緊張，另一方面煤炭浪費嚴重；一方面煤炭運輸極為緊張，另一方面大量煤矸石作無效運輸；一方面煤炭資源無價，另一方面煤炭低價；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先進的采煤、選煤方法與落后采煤、選煤方法并存；相當高效的用煤設備與落后的用煤設備并存。在發(fā)人深思后，應該得出這樣的結(jié)論：資金是主要矛盾，提高煤炭利用效率是關鍵，顯著提高煤炭利用效率的同時就可顯著改善環(huán)境，只有顯著