煤矸石淋溶水对地下水影响及防治对策探讨

要:煤炭开采及洗选过程中将产生大量的煤矸石
其堆放场地将产生部分淋溶水,渗入地下将对地下水产生不利影响,本文主要收集贵州境内部分矿区已有煤矸石的浸出试验分析数据,分析煤矸石淋溶水的水质特征及可能对地下水产生影响的途径和程度,提出相应的防治对策。
关键词:煤矸石;淋溶水;地下水影响;防治对策
煤矸石是指在采、掘煤炭生产过程中,从顶、底板或煤夹矸混入煤中的岩石(掘进矸石)和选煤厂加工过程中排出的洗矸石。近年来,煤矸石的产量逐年上升,据统计,2013年煤矸石排放总量达到7.5×108t ,较2005年增长近1倍,预计2015年煤矸石排放量将接近8×108t ,累计堆存量45×108t ,形成的煤矸石
山2600多座,占地1.3×104hm 2。煤矸石的堆存不仅占用大量土地,同时,降水时,由于雨水冲刷浸泡,将产生大量的淋溶水,渗入地下对地下水水质产生不利影响,甚至影响饮水安全。本文主要收集贵州境内的部分煤矿已有煤矸石浸出试验分析数据,分析煤矸石淋溶水的水质特征及可能对地下水产生影响的途径和程度,提出相应的防治对策。
1煤矸石淋溶水的主要特性
为充分了解煤矸石淋溶水的水质特性,本文收集了贵州境内部分煤矿已有煤矸石浸出试验分析数据,见表1。
表1贵州省部分煤矿煤矸石浸出试验分析结果表
单位:mg/l (pH 除外)油底壳垫
根据收集数据可知,贵州地区的煤矸石中,矸石浸出液成分均能满足《污水综合排放标准》(GB8978-1996)一级标准限值,依据《一般工业固体废物贮存、处置场污染控制标准》(GB18599—2001)的相关规定,贵州地区的煤矸石大部分属于Ⅰ类一般固体废物。但浸出液中的Fe 、Mn 及部分矿区煤矸石的Pb 、Cd 、As 等污染指标超过地下水污染指标《地下水质量标准》(GB/T14848-93)Ⅲ类标准限值,加上贵州大部分地区岩溶发育,矸石堆场的淋溶水若不加以控制,极易对地下水造成严重污染,甚至影响居民饮水安全。
2煤矸石淋溶水污染地下水的主要途径
煤矸石堆放场地也称排矸场,其场地内产生的淋溶水可通过以下几种方式进入地下水,一是进入河流,再通过河床渗入地下水,二是通过包气带渗入地下水、三是通过裂隙、岩溶管道、漏斗、
落水洞等直接进入地下水含水层。
根据煤矸石浸出液的成分可知,贵州地区煤矸石浸出液大部
分可以满足《污水综合排放标准》(
GB8978-1996)一级标准限值,通过排矸场附近的冲沟排放进入地表水后,再通过河床渗入地下,其污染物浓度首先得到稀释,再通过河床底部岩土的过滤、吸附后,其污染物浓度大大降低,对地下水水质的影响很小。
淋溶水通过包气带渗入地下时,废水中绝大部分金属、类金属离子、无机盐等组份经过包气带岩土层时,被砂砾卵石及土壤颗粒交替吸附净化[1]。对地下水的影响很小。
由于煤矸石浸出液中的Fe 、Mn 指标,以及部分矿区煤矸石的Pb 、Cd 、As 等污染指标超过《地下水质量标准》(GB/T14848-93)Ⅲ类标准限值,若煤矸石淋溶水通过裂隙、岩溶管道、漏斗、落水
洞等直接进入地下水时,将对地下水造成较大的污染影响,若进入饮用水源取水地区含水层,将直接影响饮水安全。
综上所述,煤矸石淋溶水进入地表水后通过河床渗入地下,通过包气带渗入地下等两种方式对地下水水质的影响均相对较小,但煤矸石淋溶水通过岩溶管道等直接进入地下水含水层时,将对地下水水质产生较大影响。
3矸石淋溶水污染地下水防治对策
针对煤矸石淋溶水的特性及可能污染地下水的主要途径,本
文提出相应的污染防治对策。
3.1积极开展煤矸石的综合利用,从源头削减煤矸石淋溶水
煤矸石含碳量的高低是决定其能源利用的主要依据[2].以含碳量的高低, 可将煤矸石能源利用的途径划分为三类,其中,含碳量≤10 %不具有能源利用条件;含碳量在10 %~20 %可作为水泥、制砖部门的混合能源;当含碳量≥20 %(即热值在6270 kJ /kg ~12550 kJ /kg)时可作为能源利用,回收其中的煤炭制备煤气,或作为发电、供热等代替能源。
纵观世界各国的发展现状与趋势,目前在煤矸石综合利用方面,技术上简单易行、经济上效益较好的途径主要有:煤矸石的能源利用、建材利用和化工利用等方式[3]。
煤矸石在建材方面的利用主要包括生产水泥、制作矸石砖等。目前,利用煤矸石生产建筑材料已成为煤矸石最大的利用途径。贵州地区的煤矸石大部分适合用于制砖,矸石砖又包括烧结砖和免烧砖。为避免二次环境污染,本文推荐用于制作免烧砖。根据含碳量及热值情况,对热值较高的煤矸石,可考虑用于矸石发电等。
总的来说,积极开展煤矸石的综合利用,减少矸石的堆存量,是防治煤矸石淋溶水污染地下水的有效途径.3.2科学规划、合理选择排矸场
贵州是典型的岩溶地区,碳酸盐岩分布面积占全省面积61. 9%,是我国碳酸盐岩最发育的省份之一[4]。境内落水洞、漏斗、岩溶洼地、裂隙等极为发育。污废水容易通过落水洞、裂隙等岩溶管道进入地下水含水层对地下水水质产生不利影响。
在排矸场的选址过程中,应充分考虑岩溶地貌的特点,避
煤矸石淋溶水对地下水影响及防治对策探讨
覃宇容
(贵州省煤矿设计研究院贵州贵阳
550025)
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生态环境治理
开落水洞、漏斗、岩溶洼地、裂隙、断层等极易造成地下水污染的区域。
选址过程还应充分考虑场地及下游附近包气带的防污性能。包气带防污性能受岩土层厚度、渗透系数以及分布连续性影响,一般分布连续且厚度大于1m的粘土层,其包气带的防污性能较好。排矸场选址应在避开落水洞、漏斗、岩溶洼地、裂隙、断层的同时,尽量选择在表层为粘土层较厚且分布连续的冲沟内。
此外在排矸场选址过程中,不得选在饮用水源保护区及上游区域,亦不能选择在集中水源取水口的水源补给区,以免造成排矸场淋溶水影响饮水安全;同时,排矸场的选址还应符合当地的发展规划,禁止占用基本农田,一般可考虑选择在荒草地为其他未利用土地内。
3.3采取有效的工程措施
对于矿区周边无法选择包气带防污性能较好的排矸场时,应采取必要的工程防渗措施,如在底部进行防渗,采用人工材料或外运粘土进行压实防渗,使其渗透系数满足要求。
在排矸场的上游及两侧修建截水沟,底部修建过水涵洞,使得排矸场上游地区的降水通过截水沟或过水涵洞排出场区,不冲刷、浸泡煤矸石,可大大减少排矸场淋溶水的产生量。
对排矸场内不可避免的少量雨水进入排矸场,将产生少量的淋溶水,应在下游按照规范设计建设排矸场的挡矸坝,挡矸坝泄水口附近设反滤层,并在挡矸坝下游设淋溶水收集沉淀池,将场内少量的淋溶水进行收集沉淀后,用于排矸场防尘洒水或周边绿化带的浇灌,可有效的避免排矸场淋溶水对地下水产生的不利影响。
4结语
煤炭开采及洗选过程中将产生大量的煤矸石,其堆放场地将产生部分淋溶水,渗入地下将对地下水产生不利影响,采取积极开展煤矸石的综合利用,从源头削减煤矸石淋溶水;科学规划、合理选择排矸场;采取必要的工程防治等措施后,排矸场的淋溶水对地下水水质的影响可得到有效控制。
参考文献
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[4]李宗发.贵州喀斯特地貌分区[J].贵州地质.2011,28(3):177-179.作者简介
覃宇容(1976-),女,湖南邵阳人,本科学历,工程师,国家注册环评工程师,从事建设项目环境影响评价。
南渐变为100m~400m。自中部向东西两侧,含水层由厚变薄,西峰一带含水层厚度在400m~500m间,向东西两侧渐变为100m~300m。本组含水层顶板埋深普遍较大,除马莲河以东地区为200m~400m外,其余地带多在400m~850m之间,但承压水头普遍较高,基本均可自流,庆城一带水头最高可达102m。含水层底板形态呈向斜状,向斜的轴向总体呈南北向,但在南部泾川一带向东偏转。轴向上有三处“凹地”,分别位于环县、镇原北部、泾川县。环县“凹地”的位置与宜君洛河组含水层最大厚度处的位置一致。3结语
3.1 陇东盆地是一个以白垩系保安地层为主体,空间上呈现为两翼不对称格局的大型、非封闭性的沉积盆地,沉积中心与天环向斜核部基本一致。
3.2 各含水岩组的厚度变化主要受天环向斜的控制。一般在向斜核部最厚,向四周呈逐渐变薄的趋势。自罗汉洞组以下的各含水岩组,厚度还呈现为自北向南、由中间向两边逐渐变薄的规律。3.3 各含水岩组的埋深因地形及上覆地层厚度的变化而不同。3.4 除泾川组之外,其余各含水岩组均有自流现象,多以河谷区为自流排泄区。承压水头呈现的规律是:洛河、宜君组大于环河组大于泾川、罗汉洞组。
3.5 总体富水性各含水岩组呈现不同的规律变化。泾川、罗汉洞组的富水性在局部区域较好,但分布区域有限,供水意义较差;洛河宜君组和环河组广布于盆地内,构成盆地的主要的含水层位,亦成为盆地内最主要的供水层位。
门襟衬衫参考文献
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3.6 招商引资:“矿业管家”通过挖掘合资各方和自有的业务资源,打造产业招商平台,进行“以商招商”和“精准招商”,吸引行业企业进驻集中区投资兴业,推动优势企业和优势资源向矿区集中,最终实现矿产资源开发利用集团化、聚集化、产业化。
基于上述服务形式,“矿业管家”的收益主要来自三个方面,一是为政府和矿山企业提供服务的佣金;二是投资回报;三是根据绩效按约定比例分享效率提高和价值创新的成果。
4“矿业管家”参与矿产资源节约集约利用的愿景
4.1提升矿区运营效率
引进专业化“矿业管家”参与集中区建设,可以通过以下五个途径提高运营效率:一是通过整合集中区企业,形成规模效应。二是通过搭建矿产品销售平台,提高销售效率。三是引导行业进行专业化分工,提高系统效率。四是导入市场化机制和专业化管理,提高运营效率。五是将矿山开采、生态环境修复治理、工矿废弃地整理和产业园规划建设作为同一过程,有效衔接,避免重复,提高整体效率。4.2形成多元化投资机制
“矿业管家”的参与可以拓宽矿产资源节约集约利用融资渠道,形成多元化、可持续的资金投入机制,
有利于整合社会资源,盘活社会存量资本,激发民间投资活力,拓展集中区企业发展空间。
4.3改善政府服务,提升政府治理能力
“矿业管家”的参与能够将政府的发展规划、市场监管、公共服务职能,与社会资本的管理效率、技术创新动力有机结合,减少政府对微观事务的过度参与,提高公共服务的效率与质量。政府和社会资本合作模式(PPP)要求平等参与、公开透明,有利于政府简政放权,更好地实现政府职能转变,弘扬契约文化,体现现代国家治理理念。
4.4培育矿山服务业,带动行业转型升级
专业化“矿业管家”参与集中开采区规划,有利于推动优势资源向矿区企业集中,实现上下游企业科学对接,强化矿产资源的集中管理,专业化分工实施,实现矿产资源规划、矿产资源开发、矿山环境保护的一体化管理,逐步培育矿山行业服务市场,发展矿山服务产业,带动行业转型升级。
景区综合管理系统(上接第169页)(上接第170页)
煤矸石淋溶水对地下水影响及防治对策探讨
作者:覃宇容
作者单位:贵州省煤矿设计研究院 贵州贵阳 550025
刊名:
资源节约与环保
英文刊名:Resources Economization & Environmental Protection
开心果开口机年,卷(期):2015(5)
1.王超矿山废水中重金属离子在包气带中的吸附特征[期刊论文]-湖南环境生物职业技术学院学报 2011(2)
2.茅艳,许波利用煤矸石生产建筑材料及其对性能特性的分析[期刊论文]-中国矿业 2004(8)
3.许泽胜,杨巧文,王新国,王祖讷煤矸石的分类及其综合利用[期刊论文]-中国环保产业 2001(z1)
4.李宗发贵州喀斯特地貌分区[期刊论文]-贵州地质 2011(3)
引用本文格式:覃宇容煤矸石淋溶水对地下水影响及防治对策探讨[期刊论文]-资源节约与环保 2015(5)

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