义马矿区矸石山扬尘治理及绿化

2010-08-22王晓华

资源节约与环保 2010年3期

王晓华

（义马煤业集团公司，河南义马 472300）

0 前言

义马矿区位于豫西丘陵地区，现在有矸石山十多座，总占地面积约20万平方米，历年堆存总量约2540万吨，每年矸石产生量约150万吨。煤矸石的大量堆积不仅占用土地资源，而且因煤矸石的风化和自燃产生的扬尘和有毒有害气体，严重污染了矿区及周边环境。为降低污染、保护环境和恢复生态。近年来，义煤集团积极筹措资金，对义马矿区的所有矸石山均安装了喷雾设施，对废弃的并具备绿化条件的矸石山进行了完整的绿化，矿区及周边的生态环境得到了明显改善。

1 矸石山扬尘治理

煤矸石在风吹日晒和空气充分接触的情况下，其表层会产生风化现象，并形成细小颗粒，在风的作用下产生扬尘，造成对矸石山周围环境的污染。为此，经过考察、论证和对矸石山各产尘点分析，采用高压喷枪将水流喷射成雾状，形成数十米半径水幕，均匀旋转雨雾覆盖到矸石山表面，达到压尘、降尘和固尘的理想防尘效果。

1.1 治理工艺

处理后的矿井水经水泵打到矸石山脚下的贮水池，通过高压泵加压，由高压喷枪将水雾化，喷洒到矸石山表面，达到降尘和固尘的效果。其工艺流程如下:

1.2 技术特点

（1）选用进口的美国雨鸟系列喷枪，喷洒半径可达数十米以上，洒水均匀，雾化效果好。矸石山表面完全覆盖，避免出现盲区。可在恶劣环境下长期稳定可靠的工作，取得满意的降尘效果。

（2）自动或人工相结合的控制方式，自动控制时按矸石山扬尘的实际情况和规律设定喷洒计划。

（3）设自动泄水阀，当管路系统的压力降低到一定数值时，该阀自动排泄管道内的水，以避免结冰和较差水质对喷枪内壁腐蚀造成的危害。

（4）喷洒用水为矿井水，即可减少排放量，又可废水重新利用。

2 矸石山绿化

矸石山的绿化一般采取直接绿化和覆盖绿化两类,直接绿化就是采取在矸石山表面直接挖鱼鳞坑填土种植。覆盖绿化就是在煤矸石山表面覆盖土层或粉煤灰，改善植物生长环境后再种植。义马矿区矸石山主要采取覆盖绿化的方法。

2.1 影响矸石山绿化的因素

（1）矸石水分含量少。由于矸石粒径大、表面风化层薄、空隙多，并且含碳量大、温度高，导致水分易渗透、易蒸发，引起水份和养份的流失。因此，矸石山的水分含量和持水量较低，仅为黄土的二分之一到三分之一，导致水份和养份的流失。

（2）矸石的酸性环境。排放后的矸石经自燃风化后，其硫化物经氧化或在微生物的作用下形成酸性物质，其酸性随矸石含硫量的增大而增大。植物在酸性环境中，会引起酶和蛋白质的钝化、变性，从而影响植物生长，甚至死亡。另外，PH值过低会降低细菌的活性，削弱磷、钾、钙等元素的有效性，不利于植物的生长。

（3）矸石的营养成分含量低且保肥能力差。矸石的营养成分经分析测定，氧、磷、钾的含量都很低，均不超过0.1%，基本上不能满足植物生长对养分的需求。另外，因矸石的粒径大，土壤的毛细作用差，致使阳离子代换量小，影响保肥能力。

2.2 矸石山绿化所采取的措施

（1）引水上山。

这个问题在矸石山扬尘治理的时候已经解决，喷雾设施不仅是降尘设施也是喷灌设施。足以保证矸石山绿化对水的需求。

（2）改良土壤。

根据种植要求在矸石层上有序的覆盖黄土，覆土要全面，不能使煤矸石裸露在外，且厚度不低于15cm。为防止煤矸石覆土的酸化，在矸石表层撒上石灰石或生石灰，并将其混入0—15cm矸石层内进行中和。这样，矸石中和层PH值可稳定在6以上。矸石山表面通过中和和覆土后，使土壤的物理性质得到改善，降低容重，增加空隙度，调节固液气三相比。从而有效的减少了水分蒸发，增强了土壤的持水量和肥力，为植物的萌发和生长创造了适宜的环境。

（3）植物品种的选择

在矸石不发生自燃、含硫量低于2.7%、矸石表层经过中和和覆土改造、PH值控制在允许范围内的情况下，即可以选择适合条件的植物进行种植。

根据矸石山表层成份和豫西地区的气候特点，一般选择生长快、生长期长、易成活、适应性强、耐干旱贫瘠的具有深根性、树质坚硬、生长PH值宽的树种。如紫穗槐、刺槐、油茶、桑树、马尾松、八月草和曲芝发草等。根据多年的经验总结，刺槐更适合义马矿区矸石山的生长环境。刺槐耐干旱、瘠薄，亦耐寒，喜光。在中性土、酸性土上均能正常生长。刺槐属于浅根性，萌芽力和根孽性都很强。

（4）种植方法

根据矸石山的特殊性，采取反坡环山带整地方法,即梯田式整地，且外高内低,易于灌溉和保持水份,宽度不小于1.5米。树坑一米见方，深度不低于0.8米，坑内填实优质土壤并适当加些腐殖质，对周围煤矸石进行必要的疏松。刺槐的最佳栽植时间在萌芽前、树液已流动时，也就是每年的四月份前后，这时栽植成活率较高。栽植前用水浸苗3-5天，使苗木充分吸足水分后栽植，以提高成活率。适时开启喷洒设施，保证其正常生长所需的水分。义煤集团每年坚持植树3万余颗，成活率均可达到85%以上。