根据调研发现,煤矸石堆场用地缺口的不断扩大,将严重制约煤炭产业可持续发展,必须探索应对之策。
一、现状及困境
相关数据显示,截至2020年,我国煤矸石存量约60亿吨,每年新增5至8亿吨。每生产1亿吨煤炭,排放矸石1400万吨左右;每洗选1亿吨炼焦煤,排放矸石2000万吨;每洗1亿吨动力煤,排放矸石量1500万吨。根据《煤矸石综合利用管理办法(2014年修订版)》,我国禁止新建煤矿及选煤厂建设永久性煤矸石堆场,确需建设临时堆场(库),原则上占地规模按不超过3年储矸量设计,且应有后续综合利用方案。
目前我市煤矿共有192处,其中,正常生产建设煤矿108处,规模8195万吨/年;停产停建煤矿73处,规模3174万吨/年。经市能源局组织排查,现在煤矸石堆场共145处,其中:75处有用地手续,81处有环评报告。现有108处正常生产建设煤矿中61处急需新增煤矸石堆场或增加库容,106处洗煤厂中84处无矸石堆场迫需新增堆场,73处长期停产停建煤矿逐年恢复建设也面临无处堆放煤矸石问题。煤炭产业发展将受制于日益增长的煤矸石堆场用地需求。
二、产生及消纳
煤矸石是采煤和选煤过程中排放的固体废弃物,包括巷道掘进过程中的掘进矸石,采掘过程中从顶板、底板及夹层里采出的矸石以及洗选过程中挑出的洗矸石。
2018年全市煤矸石产生量962.26万吨,利用量393.72万吨,利用率40.92%;2019年全市煤矸石产生量1050.19万吨,利用量437.43万吨,利用率41.65%;2020年全市煤矸石产生量981.4万吨,利用量377.93万吨,利用率38.51%;2021年全市煤矸石产生量1311万吨,利用量663万吨,利用率50.57%。近四年来煤矸石综合利用率都徘徊在40%左右,主要以回填、筑路等低水平直接利用为主,少部分用于发电、建材等领域。其中,回填占61.35%,建材占9.15%,发电占4.32%。大规模经济适用的利用技术没有得到突破,煤矸石的消纳量远远赶不上煤矸石的产出量。
通常煤矸石综合利用于复垦回填、建材及制品、发电以及煤矸石山无害化处理等为主攻方向,同时研发科技含量高、附加值高的综合利用技术和产品。我市在采煤沉陷区治理、煤矸石发电、煤矸石提钛、煤矸石制肥料、煤矸石制砖、充填式开采以及其他创新路线上做了大量探索。如2017年推进攀枝花煤矿井下充填开采工艺;2020年12月引进中科院武汉岩土所与盘江精煤公司合作,示范煤矸石造土造地试验;2021年7月与四川国立能源科技有限公司探索引进煤矸石高值化利用技术。
三、问题及矛盾
(一)历史存量大。煤炭作为全市国民经济支柱产业,“三线”建设以来,已开采50多年,煤矸石存量较大,遗留问题较多,截至2021年历史堆存的煤矸石约2亿吨。
(二)增量压力大。随着煤炭机械化开采程度不断提升,煤炭开采过程中全部垮落式顶板管理比传统采煤工艺煤矸石排放量大,约为原煤的10%至20%。按照“十四五”工业倍增计划,届时将实现产能1.2亿吨、产量1亿吨的目标,矸石产生量将大幅增加,预计每年新增煤矸石1400万吨左右,消纳后每年平均净增约600万吨。
(三)环境风险高。煤矸石在堆放和运输等过程中,淋溶水后可能污染周围土壤和水体,干燥后会形成粒径细小的粉尘,在风力作用下悬浮空中污染大气,而且煤矸石在适宜的条件下会发生自燃,排放二氧化硫、氮氧化物、碳氧化物和烟尘等有害气体,给生态环境造成不同程度的负面影响。
四、政策分析
我国历来高度重视煤炭产业健康发展,对包括煤矸石在内的工业固废综合利用出台了一系列规范性文件和政策,鼓励加大科技投入,因地制宜开展煤矸石综合利用,鼓励煤矸石土地复垦及矸石山生态环境恢复。
1998年发布《煤矸石综合利用管理办法》;1999年发布《煤矸石综合利用技术政策要点》;2006年印发《国家鼓励的资源综合利用认定管理办法》;2012年出台《煤矸石利用技术导则》;2014年修订的《煤矸石综合利用管理办法》规定:国家鼓励煤矸石土地复垦及矸石山生态环境恢复;2020年修订《一般工业固体废物贮存和填埋污染控制标准》;2021年出台《关于“十四五”大宗固体废弃物综合利用的指导意见》;2022年印发《关于加快推动工业资源综合利用的实施方案》规定,支持以土地复垦为目的,利用一般工业固体废物(如煤矸石)替代土、砂、石等生产材料填充地下采空空间、露天开采地表挖掘区、取土场、地下开采塌陷区以及天然坑洼区新增耕地等利好政策。这些规范性文件的出台为我市煤矸石综合利用提供了坚实的政策保障。
五、技术分析
土壤由岩石风化而成的矿物质、动植物和微生物残体腐解产生的有机质、土壤生物(固相物质)以及水分(液相物质)、空气(气相物质),氧化的腐殖质等组成。煤矸石主要成分是Al2O3、SiO2,另外还含有数量不等的Fe2O3、CaO、MgO、Na2O、K2O、P2O5、SO3和微量稀有元素(镓、钒、钛、钴),其成分与土壤接近,是良好的栽培基质,如加上一定比例的有机质及固相、液相、气相物质通过一系列技术改良就可成为土壤。
2018年中国科学院武汉岩土所通过研究提出“人工造土造地协同治理煤矸石与石漠化”技术。目前,已有水城区台沙村石漠化治理和盘江精煤股份公司矸石山恢复共3个试验示范点,累计试验面积20余亩。其中:2021年3月在盘江精煤盘南煤炭公司庙田矸石山造土造地试验场地,先期造地约1.15亩,利用煤矸石约700吨,其它配料合计200余吨,种植的猪屎豆、黑麦草等长势良好。在取得初步成效后于2021年6月,拓展造地范围至约7.5亩,累计使用矸石约5000吨,其它配料合计700余吨。主要种植了黑麦草、苏丹草、猪屎豆,少量种植木豆、辣椒、茄子、大豆等,其中:辣椒果实经第三方化验,重金属含量低于国家标准。试验验证该项煤矸石造土造地技术路线成本低、煤矸石消纳规模大、环境效益好的特点。
六、建议意见
加强制度设计,完善工作机制,以政策为引领,技术为先导,市场为主体,积极支持煤矸石为原料的各类技术运用和产品推向市场,以科技创新为引领,促进煤矸石消纳在数量规模上和成本控制上实现突破。
(一)争取出台《贵州省人民政府关于加快煤矸石资源综合利用的意见》,形成社会共识,破解我省煤炭产业发展受制于煤矸石消纳不足的困境,促进煤炭产业可持续发展。
(二)借鉴“贵阳市磷石膏资源综合利用十条措施”做法,制定出台《六盘水市加快煤矸石资源综合利用的实施办法》,设立六盘水市煤矸石资源综合利用产业引导基金、建立六盘水市煤矸石资源综合利用产业扶持资金、建立鼓励社会资本投资煤矸石资源综合利用新建或技改项目奖励等政策和措施,形成政策组合拳。
(三)统计显示2019年我市尚有“其他土地”5392.51公顷(其中:裸土地312.49公顷、裸岩石砾地5080.02公顷)。加强与中科院武汉岩土所合作,深化白冰研究员牵头研发的“人工造土造地”技术应用,根据国家关于拓展补充耕地途径的要求,促进煤矸石造土造地技术在土地复垦、生态恢复、农业种植等方面创新发展,既解决煤矸石消纳问题,又可补充新增用地指标,推进生态效益、经济效益和社会效益的协同发展。
(四)强化招商引资合作,加大对煤矸石综合利用企业扶持力度,鼓励创新技术、先进设备推广应用,培育以煤矸石为原料的应用场景和创新产品市场,通过科技赋能把煤矸石综合开发利用打造成我市一个新兴产业。
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