摘要：煤矸山不僅侵占了大量的土地資源，還對環(huán)境造成了嚴(yán)重污染，如地下水污染、土壤鹽堿化、自燃產(chǎn)生的有毒有害氣體等，對周邊居民的生命安全和生態(tài)環(huán)境構(gòu)成巨大威脅。山西省作為全國產(chǎn)煤大省，目前煤矸石積存量已達10億t以上，占全國累計存量的1/3。深入分析了山西省煤矸山發(fā)生現(xiàn)狀及帶來的危害，提出了源頭有效利用、嚴(yán)格審批倒逼以及存量煤矸山改造的對策，以期為煤矸山治理和生態(tài)環(huán)境改善提供一定的借鑒和指導(dǎo)。

關(guān)鍵詞：煤矸山；危害；治理對策；山西省

中圖分類號：TD849.5 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1008-9500（2025）03-0-04

Research on the Current Situation and Governance Measures of Coal Gangue Mountains in Shanxi Province

ZHANG Xiaoting

（Taiyuan Forestry and Grassland Engineering Technology Center， Taiyuan 030012， China）

Abstract： Coal gangue mountains not only occupy a large amount of land resources， but also cause serious pollution to the environment， such as groundwater pollution， soil salinization， and toxic and harmful gases produced by spontaneous combustion， posing a huge threat to the safety of surrounding residents and the ecological environment. As a major coal producing province in China， Shanxi province has accumulated over 1 billion tons of coal gangue， accounting for one-third of the country’s cumulative stock. In depth analysis was conducted on the current situation and hazards of coal gangue mountains in Shanxi province， and countermeasures were proposed for effective utilization at the source， strict approval and forced transformation of existing coal gangue mountains， in order to provide certain reference and guidance for coal gangue mountain management and ecological environment improvement.

Keywords： coal gangue mountain; harm; governance measures; Shanxi province

山西省作為中國的主要煤炭大省，煤炭資源儲量豐富，素有“煤?！薄懊憾肌敝Q，豐富的煤炭資源不僅滿足了國家能源需求，也見證了中國工業(yè)化的輝煌歷程。然而，隨著煤炭產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展，煤矸山的堆積與治理環(huán)境問題顯現(xiàn)出來。煤炭在生產(chǎn)和洗選過程中會產(chǎn)生大量煤矸石，其產(chǎn)生量為煤炭產(chǎn)量的10%～20%。煤矸石以矸石山的形式堆積起來，不僅侵占了大量的土地資源，還對環(huán)境造成了嚴(yán)重污染，如地下水污染、土壤鹽堿化、自燃產(chǎn)生的有毒有害氣體等，成為制約山西省乃至全國可持續(xù)發(fā)展的一大瓶頸。因此，深入剖析山西省煤矸山的現(xiàn)狀、危害，并探索有效的治理路徑，對于促進區(qū)域生態(tài)平衡、保障人民健康具有重要意義。

1 煤矸山現(xiàn)狀與危害

1.1 產(chǎn)生與堆存現(xiàn)狀

煤矸石是煤礦在開拓掘進、采煤和煤炭洗選等生產(chǎn)過程中排出的含碳巖石，是我國目前存排放量較大的工業(yè)固廢之一，其主成分為Al2O3和SiO2，還有含量不等的CaO、P2O5、SO3、Fe2O3、FeS2、MgO、K2O、Na2O和微量釩、鈦、鎵、鈷等稀有元素[1]。據(jù)統(tǒng)計，山西省目前煤矸石積存量已達10億t以上，占全國累計存量的1/3，按年產(chǎn)9億t煤炭計算，全省每年新增0.90億～1.35億t矸石。山西省范圍內(nèi)存在大量的煤矸山，這些山體多分布在煤礦周邊，占地面積廣，高度不一，呈現(xiàn)出數(shù)量多、分布廣、污染重的特點。據(jù)統(tǒng)計，山西省煤矸山共計931處，壓占土地面積約為46.07 km2[2]。許多煤矸山長期無人管理，缺乏必要的治理措施，導(dǎo)致自燃、復(fù)燃現(xiàn)象頻發(fā)，釋放出大量的二氧化硫、硫化氫、一氧化碳等有毒有害氣體，對空氣質(zhì)量造成嚴(yán)重影響。此外，煤矸山易發(fā)生滑坡、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害，威脅周邊居民的生命財產(chǎn)安全。

近年來，山西省政府和部分企業(yè)已經(jīng)認(rèn)識到煤矸石治理的緊迫性和重要性，加大了對煤矸石的回收利用和煤矸山的生態(tài)綜合治理。目前，山西省煤矸石的綜合利用主要集中在煤矸石發(fā)電、建材生產(chǎn)、化工生產(chǎn)方面，其他方面應(yīng)用較少[3]。但現(xiàn)有技術(shù)條件下煤矸石利用率較低，大部分為露天堆放后簡單進行覆土處理，對環(huán)境影響仍較大。諸多煤炭企業(yè)面臨煤矸石無處堆放、庫容已滿的嚴(yán)峻情況，同時用來堆存煤矸石的土地審批困難，土地資源緊缺。煤矸山治理方面，各級政府和相關(guān)部門出臺相關(guān)政策法規(guī)、加大資金投入、推廣先進技術(shù)，采取了一系列措施進行治理和修復(fù)。例如，西山煤電（集團）有限責(zé)任公司就地取材，開發(fā)煤基固廢生態(tài)修復(fù)材料，生產(chǎn)出具有保水、保肥、抗貧瘠及抗沙化等逆境的生態(tài)土，并應(yīng)用在煤矸山生態(tài)修復(fù)項目中。經(jīng)跟蹤監(jiān)測和專家評估，該材料具有促進植物養(yǎng)分吸收、改善土壤微生物環(huán)境、縮短生態(tài)修復(fù)時間等特點，施用該生態(tài)土后，植被覆蓋度較對照提高約15%，植物生物量增加約20%，生態(tài)修復(fù)效果良好[4]。這些措施在一定程度上緩解了煤矸山帶來的環(huán)境壓力，但是煤矸山數(shù)量眾多、治理難度大，目前仍面臨諸多挑戰(zhàn)。

1.2 煤矸山的危害

由于缺乏有效的管理和治理措施，諸多煤矸山處于自生自滅的狀態(tài)。煤矸山堆積不僅會大量壓占土地，還會因自燃、刮風(fēng)、雨水沖刷淋溶等對大氣、土壤和水體造成污染。此外，煤矸山散亂堆砌，結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，常常會發(fā)生崩塌、滑移等次生災(zāi)害，而殃及農(nóng)田、河流。

1.2.1 破壞生態(tài)

山西省產(chǎn)煤區(qū)域大部分位于盆地或山前地帶，因而煤矸石堆放壓占的基本是較為優(yōu)質(zhì)的土地，極大浪費了土地資源。同時，煤矸山堆積會破壞原有的植被和生態(tài)系統(tǒng)，這不僅導(dǎo)致生物多樣性減少，還可能引發(fā)水土流失和土地荒漠化等生態(tài)問題。

1.2.2 污染環(huán)境

因為煤矸石中富含的黃鐵礦（FeS2）等化合物在空氣中暴露極易被氧化，釋放的熱量能夠引起煤矸石中煤炭成分的燃燒，所以長期裸露堆放的煤矸山經(jīng)常會發(fā)生自燃。煤矸石含有刺激性或有毒有害氣體，自燃和復(fù)燃時也會釋放大量的煙塵和SO2、NO、NO2、CO、CO2等有毒有害氣體，嚴(yán)重時甚至?xí)纬伤嵊辍Ｍ瑫r，煤矸石堆中含有許多有害的細(xì)微顆粒和粉塵，可以隨風(fēng)飄散到礦區(qū)以外的城區(qū)或居民區(qū)，既影響當(dāng)?shù)鼐用竦纳眢w健康，又對大氣環(huán)境造成污染。此外，煤矸石中富含的鎘、鎳、鉛等重金屬元素會污染堆積范圍內(nèi)的土壤，進而轉(zhuǎn)移到地上作物中，再通過雨水的沖刷、淋溶等物理化學(xué)過程污染地表徑流，甚至?xí)＜暗叵滤畬影踩?。重金屬元素通過生物富集作用最終破壞食物鏈頂端的人體健康，這種污染引起的危害具有長期性且難以緩解和防治。

1.2.3 地質(zhì)災(zāi)害

煤矸石大量且無序堆放會形成不穩(wěn)定、松散的堆積結(jié)構(gòu)，如遇強降雨、山洪等極端條件極易引發(fā)邊坡失穩(wěn)、滑坡、崩塌及泥石流等嚴(yán)重的地質(zhì)災(zāi)害。這些災(zāi)害不僅會導(dǎo)致土地資源浪費、煤炭生產(chǎn)供應(yīng)中斷，還可能對交通、水利等基礎(chǔ)設(shè)施造成破壞，對礦區(qū)及其下游建筑物和人民群眾的生命財產(chǎn)安全構(gòu)成威脅。

1.2.4 威脅居民健康

煤矸石污染的環(huán)境對居民的健康構(gòu)成了顯著威脅。煤矸石堆場在風(fēng)化和雨水沖刷下，會釋放大量的粉塵和微小顆粒物，長期吸入這些有害物質(zhì)，會損傷呼吸道黏膜，引起慢性支氣管炎、肺氣腫等呼吸系統(tǒng)疾病，兒童呼吸系統(tǒng)發(fā)育尚未成熟，對有害物質(zhì)的抵抗力較弱，更易受到損害。煤矸石中的某些成分，如重金屬和化學(xué)物質(zhì)，可通過皮膚接觸進入人體，引起過敏反應(yīng)或刺激皮膚，引發(fā)皮炎、濕疹等皮膚疾病，老年人皮膚屏障功能減弱，對外界刺激更加敏感，更容易患上這類疾病。除此之外，長期暴露在有煤矸石污染的環(huán)境中可能引發(fā)其他健康問題，如免疫系統(tǒng)功能下降、神經(jīng)系統(tǒng)受損等。特別是對于兒童和老人來說，由于其身體各系統(tǒng)功能相對較弱，對有害物質(zhì)的耐受性較差，更易受到環(huán)境影響。

2 煤矸山治理對策

近年來，我國開展了一系列根本性、開創(chuàng)性、長遠(yuǎn)性的工作，推動礦山生態(tài)修復(fù)從認(rèn)識到實踐發(fā)生了歷史性、轉(zhuǎn)折性、全局性變化。當(dāng)前，礦山生態(tài)修復(fù)建設(shè)正處于壓力疊加、負(fù)重前行的關(guān)鍵期，煤矸山治理作為礦山生態(tài)修復(fù)的重中之重，其生態(tài)綜合治理尤為迫切。目前可采取的治理對策主要有3個方面。

2.1 有效利用煤矸石

目前，諸多煤企采用廢棄礦坑回填的方式就地消化煤矸石。但是，煤矸石并非是絕對的廢棄物，在化工、建材、輕工等領(lǐng)域都有廣泛的使用價值。目前，煤矸石主要用于發(fā)電、制造建筑材料，通過提純工藝獲得工業(yè)和化工原料等。

2.1.1 用于發(fā)電

我國從20世紀(jì)80年代已經(jīng)開始使用煤矸石和中煤的混合物燃燒進行發(fā)電。此外，燃燒后的殘渣可以用于制造耐火磚和水泥。

2.1.2 制造建筑材料

首先，煤矸石可用于制造耐火磚。煤矸石制磚不僅可以節(jié)約黏土資源，而且可以為燒磚提供能量。其次，煤矸石可用于制作水泥。煤矸石摻入量不同，可以獲得不同功能特性的水泥，其中：摻入量小于20%可產(chǎn)出硅酸鹽水泥；摻入量在20%～50%可以制備火山灰質(zhì)水泥；摻入量大于50%可產(chǎn)出少熟料水泥；煤矸石與適量石膏和生石灰混合研磨可制備無熟料水泥。最后，煤矸石可用于制作混凝土空心磚或燒結(jié)輕骨料等建筑材料，具有堅固耐久且重量輕等優(yōu)點。

2.1.3 回收提純需要的工業(yè)和化工原料

通過簡易工藝可從煤矸石中分揀出優(yōu)質(zhì)煤、中煤、劣質(zhì)煤、洗矸和黃鐵礦。其中，回收的煤可用作動力鍋爐的燃料，洗矸可作為建筑材料，黃鐵礦可用于提取硫和制造硫酸。煤矸石浸潤在鹽酸（HCL）中可以生成ALCL3和SiO2。其中，ALCL3可作為催化劑用于制造農(nóng)藥、潤滑油和冶煉金屬等，SiO2是制造玻璃、光學(xué)儀器和耐火材料所需的重要原材料。此外，煤矸石含有鍺、鎵、釩、鈾等稀有元素，可視其價值和含量決定是否提取。

2.2 嚴(yán)格審批，倒逼升級

目前，山西省正在實施嚴(yán)格的煤矸石堆場審批政策來逐步形成提高煤矸石利用率的倒逼機制。同時，新建煤矸石堆場的選址、配套建設(shè)和運行必須符合節(jié)約土地和環(huán)境影響評價等要求。一是盡量選址在棄置工礦地等利用價值不大的土地，堅決杜絕壓占優(yōu)良土地資源。二是必須規(guī)范設(shè)計攔矸壩、排洪溝、滲水收集、防滲及防塵等設(shè)施，做到措施到位、設(shè)施完善，且要滿足環(huán)評要求。三是制定嚴(yán)格的貯存、處置操作規(guī)程和流程，制定管理制度，專人負(fù)責(zé)管理，確保完成分區(qū)、分層、灑水、推平、壓實、覆土等日常處置措施，達到防滲、防塵、防自燃要求，最大限度減少煤矸山對大氣、水和土壤的污染，同時排除地質(zhì)災(zāi)害隱患。

2.3 存量治理，減少危害

現(xiàn)有煤矸山的治理工作應(yīng)遵循“科學(xué)布局，整體規(guī)劃，分步推進，劃區(qū)治理”的方針，并嚴(yán)格按照《煤矸石堆場生態(tài)恢復(fù)治理技術(shù)規(guī)范》和《矸石場植被綠化技術(shù)要求》進行。目前，治理煤矸山采用的主要技術(shù)包括封閉隔離技術(shù)、抗侵蝕植被恢復(fù)技術(shù)、植被養(yǎng)護技術(shù)、半柔性快速排水技術(shù)、營養(yǎng)土構(gòu)建技術(shù)、排矸道路抑塵技術(shù)以及矸石堆場防塵防滲濾液覆蓋技術(shù)。施工過程采用“煤矸山滅火、堆砌、碾壓—封閉隔離—覆土—排水渠構(gòu)筑—營養(yǎng)土層構(gòu)建—植被恢復(fù)和養(yǎng)護”的綜合治理模式，具體做法如下。

首先，通過控制煤矸石高度和坡度（最好小于30°）、表面壓實、黃土覆蓋結(jié)合局部注漿等工程措施，可有效控制煤矸山自燃。同時，通過修建排矸道、砌筑擋墻等措施穩(wěn)定坡面，防止煤矸山塌方。如果需繼續(xù)堆存，要注意采取分層填埋、密封隔離的方式堆存煤矸石，一般矸石每堆3～5 m必須用1 m厚黃土層進行隔離，并分層壓實，杜絕由上而下的順坡傾倒。

其次，治理后的矸石堆場應(yīng)呈現(xiàn)階梯狀，各階梯為外傾1°～2°的近似水平面，階梯間高差控制在5 m左右。每層階梯內(nèi)平行于邊坡修建一條寬度3 m的排矸道，便于排矸作業(yè)和堆場日常的壓實、覆土等治理作業(yè)。每層階梯內(nèi)要修建環(huán)繞一周的排水溝，規(guī)格為0.3 m×0.5 m（寬×深），并與其他階梯內(nèi)排水溝用邊坡導(dǎo)流渠相連，確保各階梯結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，雨水可以順利排出矸石堆場。各階層之間邊坡分層壓實并覆蓋厚度在0.8～1.0 m的黃土后，修建匯集降水的導(dǎo)流渠，避免坡面覆土被雨水沖刷帶走導(dǎo)致矸石外露自燃。此外，要根據(jù)地質(zhì)條件、降雨量等特點，在特殊地段通過砌筑擋墻等措施徹底排除地災(zāi)隱患。

最后，對結(jié)構(gòu)穩(wěn)固、排水良好、厚土覆蓋且不再排放新矸石的堆場分步實施植被恢復(fù)工程，實現(xiàn)生態(tài)系統(tǒng)的重建。按照因地制宜、實事求是的原則，科學(xué)選用綠化樹種和植物配置方式實現(xiàn)植被恢復(fù)。煤矸山土壤水分條件苛刻，優(yōu)先選用耐干旱、耐瘠薄、速生高產(chǎn)的灌木或草本植物。這類植物可作為改良修復(fù)土壤環(huán)境的先鋒樹種，為其他植物的栽植創(chuàng)造條件。在種植前施用微生物肥，可加快植物的生長和土壤環(huán)境的改良速度。為提高苗木成活率，栽植時間多選擇春季或秋季。針對不同的植物采用不同的種植方式，例如，常綠樹種選用土球苗栽植，落葉喬灌木采用客營養(yǎng)土栽植，地被、草本植物采用蘸泥漿或者拌土播種。在樹種的配置上，要根據(jù)各樹種的生物特性及景觀布局，采取多品種、多層次、喬灌花草相結(jié)合的立體配置形式。這樣，治理后的煤矸山隨時間推移，花、草、樹木等植物可逐漸進行自然演替，徹底根除對周圍環(huán)境的不良影響。

3 結(jié)論

現(xiàn)階段，山西省煤矸山治理現(xiàn)狀并不樂觀，但是隨著國家的高度重視、部門的嚴(yán)格管理、技術(shù)和工藝的探索進步，更加科學(xué)、高效、系統(tǒng)的治理方案應(yīng)運而生。通過采取有效的治理對策，煤矸山將逐步披上綠裝，轉(zhuǎn)變?yōu)樯鷳B(tài)公園、休閑綠地或特色農(nóng)業(yè)區(qū)，為周邊居民提供優(yōu)質(zhì)的生態(tài)環(huán)境和休閑空間。同時，依托煤矸山治理項目，能夠帶動綠色能源、生態(tài)旅游等相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，促進當(dāng)?shù)亟?jīng)濟結(jié)構(gòu)優(yōu)化升級，為區(qū)域經(jīng)濟社會發(fā)展注入新的活力。

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