華陽新材料科技集團依靠技術治理煤矸石山

“今年，我們集團的煤矸石山自燃污染控制與生態(tài)修復關鍵技術及應用項目榮獲國家科學技術進步獎二等獎。這是建國以來國務院在煤矸石山自燃污染控制和生態(tài)修復方面頒發(fā)的唯一的獎項。”手捧證書，華陽新材料科技集團副總經(jīng)濟師、節(jié)能環(huán)保部部長馬全動告訴記者，“這份榮譽來之不易，凝結著我們集團幾十年來對煤矸石山自燃控制與生態(tài)恢復的心血和汗水。”

據(jù)介紹，經(jīng)過幾十年的探索與實踐，華陽集團先后研發(fā)了煤矸石山覆蓋和碾壓阻燃技術、整地—深部注漿滅火與覆蓋碾壓法相結合的綜合滅火技術、覆蓋碾壓—植被重建治理與生態(tài)重建一體化技術等，形成了煤矸石山自燃治理與生態(tài)重建技術，并與同行相關技術共同納入煤矸石山自燃污染控制與生態(tài)修復關鍵技術及應用項目中，為國內(nèi)外提供了獨具特色的煤矸石山治理新樣本，形成了可供行業(yè)復制和推廣的煤矸石山自燃污染控制與生態(tài)修復經(jīng)驗。

“深孔注漿和覆蓋黃土碾壓”相結合，給煤矸石山滅火

“白天云霧山，晚上火焰山”是當時煤矸石山最真實的寫照。煤矸石山自燃會釋放出大量一氧化碳、二氧化硫、硫化氫、氮氧化物等有毒有害氣體，不僅嚴重破壞生態(tài)環(huán)境，還威脅著排矸人員的身體健康。

“那時候，排矸的活兒真不好干，工人們在工作中會出現(xiàn)頭暈頭痛、咽喉干澀等不適感?！比A陽集團運輸部一礦排矸隊隊長王紅平提起那段回憶，眉頭緊鎖。

上世紀90年代初，煤矸石山滅火工程被列為山西省十大環(huán)境污染治理工程之一。華陽集團通過對煤矸石山自燃機理、特征以及自燃傾向性研究，發(fā)現(xiàn)含硫含碳量高且具有一定熱值的煤矸石與空氣接觸后極易自燃。他們以黃土覆蓋來隔絕空氣。但是，煤矸石有間隙，黃土碾壓后也有間隙，他們就用深孔注漿的方式達到密封效果……

“深孔注漿看似簡單，實際操作起來需要確定注漿濃度、注漿量、鉆孔間距、鉆孔深度等一系列數(shù)值。我們都在摸索中嘗試、在嘗試中摸索……”華陽集團節(jié)能環(huán)保部常務副部長李美生告訴記者。

注漿作業(yè)最害怕的是蒸汽引發(fā)噴爆。為防止注漿時出現(xiàn)噴爆，工人們在注漿作業(yè)時需要預留放氣孔，也就是說一孔注漿，旁邊預留的放氣孔進行排氣，待注漿漿水降溫后，實施封孔，一勞永逸。否則，鉆孔會變成一個良好的風筒引燃周圍的煤矸石，導致前功盡棄。

華陽集團采用“深孔注漿和覆蓋黃土碾壓”相結合的方式，累計滅火近20萬平方米，在國內(nèi)首創(chuàng)了“由上向下、推散火層、斜坡壓實、封閉覆蓋”和“鉆孔注漿”相結合的滅火方式，徹底解決了煤矸石山自燃問題。

啟動大規(guī)模治理與生態(tài)恢復工程

煤矸石山無煙并非高枕無憂。沒有植被覆蓋，煤矸石山經(jīng)過風化和雨水沖刷，逐漸會露出原形，在溫度、氧氣、水分的推波助瀾下，再次復燃。

進入2000年，華陽集團以二礦、五礦煤矸石山為試點，開始植被恢復研究工程。

哪種植被更適應煤矸石山的生存環(huán)境，種植后成活率能達到多少？時任該集團原林業(yè)處副處長柯天生讓大伙兒分門別類多樣種植。檜柏、柳樹、楊樹……最初種下的植被有十余種。

“我們滿懷希望地種下植被，小心翼翼地呵護它們。當年，這些植被的成活率就達到80%以上?！笨绿焐f，“雖說成活率高，可部分植被還是被自燃的煤矸石燒死。我們的心情從高峰跌至低谷?！?/p>

經(jīng)過幾年的摸索，華陽集團找到了適合煤矸石山種植的植被，并掌握了種植方法。為了更好地推進試驗，他們將煤矸石山劃分成多個區(qū)域，苗圃區(qū)主要培育苗木，種植刺槐、檜柏、柳樹；種植區(qū)主要種植農(nóng)作物，包括大豆、玉米、蓖麻和各類瓜果蔬菜。

2005年起，華陽集團對陽泉地區(qū)所屬的21處歷史遺留的煤矸石山啟動了大規(guī)模治理與生態(tài)恢復工程。該集團投資450萬元，在三礦280煤矸石山開展生態(tài)治理試驗，治理并綠化面積達4.7萬平方米，總結出“削坡—整平—碾壓—滅火—覆土—碾壓—修建排水系統(tǒng)—植被種植復墾—后期維護”的治理模式，為日后開展煤矸石山生態(tài)恢復奠定了理論基礎；2006年，投資1718.6萬元，治理二礦、三礦大垴梁煤矸石山面積達23.1萬平方米；2007年，投資6837.16萬元，治理一礦、二礦、三礦大垴梁煤矸石山面積達75.8萬平方米……

華陽集團在實踐中不斷探索新工藝，逐漸積累治理經(jīng)驗和技術。針對土源土質(zhì)不穩(wěn)定、沉陷等問題，與多家高等院校和科研院所交流合作，逐項調(diào)查、分析研究，并逐項解決，不斷優(yōu)化治理技術，提升技術水平。

“隨著煤炭儲量的逐年減少和產(chǎn)量的不斷提高，煤矸石占煤炭產(chǎn)量的比例呈不斷上升趨勢。我們對煤矸石山的治理標準更嚴格、實施方案更精準?！比A陽集團節(jié)能環(huán)保部副部長王小建說。

截至目前，華陽集團累計投資約30億元，完成其所屬71處煤礦遺留的煤矸石山滅火、生態(tài)恢復治理以及新排煤矸石的合規(guī)處置。

據(jù)介紹，華陽集團正在實踐的“一種煤矸石山覆蓋組合物及其施工方法”專利技術，能夠?qū)崿F(xiàn)植被10天發(fā)芽、30天綠化成片的快速生長預期，雨季抗侵蝕效果明顯；“溫控法”治理自燃煤矸石山新技術，可達到預期的“散熱降溫”滅火目的。如今，該集團積極與北京、四川、河北等地的先進環(huán)保公司和高等院校對接，探索煤矸石制成有機肥、微晶石玻璃等綜合利用技術，將煤矸石吃干榨盡，努力開辟一條煤矸石綜合利用的新路徑。（本報記者任志青 通訊員李穎 邢超）