湖南省含煤地层分布广,资源储量相对丰富,根据构造格架控制可划分为桑石、黔溆、涟邵、韶山、郴耒、资汝六大煤田,煤矸石分布于其中。除地处江南隆起剥蚀区的湘东北地区没有堆存外,全省各地都有集中或零星堆存,主要堆积在湘中的涟邵煤田、湘东南的郴耒煤田及资汝煤田。三个煤田煤炭资源占全省的80%以上,国有大型煤矿较集中,开采历史悠久,煤炭储量丰富,煤矸石堆存规模及预期产量巨大。
1、湖南煤矸石分布特征
(1)涟邵煤田煤矸石分布特征
涟邵煤田是湖南主要产煤区,矿山数量多,规模相对较大,开采强度大,储量居湖南第一,有规模相对较大的煤炭开采企业,如冷水江金竹山煤矿、资江煤矿等,又有许多小型煤矿山星罗棋布。该区煤矸石堆存总量占全省35%以上,国有煤矿的矸石堆存集中,多临近城区,冷水江、涟源城区有矸石山环绕,单个矸石山可达百万吨,而各小型煤矿煤矸石堆存数量众多、规模较小、分布散乱,以万至十万吨级别为主。
(2)郴耒煤田煤矸石分布特征
郴耒煤田煤炭资源储量及累计采损量均较大,有多家较大规模的煤矿,如宜章梅田、永兴湘永等煤矿。该煤田煤矸石堆存总量占全省30%以上,煤矸石以国有煤矿为主体,在各矿区范围内较集中,离城区有一定距离,但国有煤矿与小型煤矿堆存总量相当。小型煤矿分布散乱,环境问题突出,如攸县黄兰矿区开采历史悠久,老窑众多,煤矸石堆体达数百处,堆积总量大于当地国有矿山。
(3)资汝煤田煤矸石分布特征
资汝煤田煤炭资源储量及累计采损量在湖南所占比重不大,但该区开采历史长,区内分布国有鲤鱼江煤矿、唐洞煤矿等现代化矿井七对。煤矸石堆存占全省比重小,但国有大型煤矿聚集,煤矸石堆存高度集中,单个矿山堆存量可达百万吨级别,临近城区,便于利用。
2、煤矸石综合主要利用途径
(1)煤矸石发电
利用煤矸石发电,是煤矸石最有效利用途径。湖南有多个矿区煤矸石发热量满足要求,目前湖南省已有多个煤矸石发电项目,如资兴市三都矿区有大量煤矸石产出与堆积,固废污染严重,为此投建煤矸石发电厂,每年利用煤矸石约60万t,发电3.6亿度,增加就业岗位近300个,社会、经济及生态效益显著。
(2)制备内燃砖
随着粘土砖的全面禁用,煤矸石成为制砖的主要材料之一。因煤矸石自身具有一定发热量,烧制时可节省大量燃料,同时煤矸石砖抗压、抗剪强度高于传统粘土砖,且具有质轻、保温等特点,是一种优质的绿色建材。湖南邵阳县在煤矸石制砖方面取得了显著成效,年产约1亿块,利用煤矸石约20万t,节约原煤0.6万t,减少CO2排放约1.5万t,既大幅节约制砖成本,又保护了生态环境。
(3)水泥原料
煤矸石中含有较高的Al2O3、SiO2、CaO,同时具备一定发热量,可作为水泥生产的原、燃料,既可利用其物质成分代替传统水泥原料的物质组分,又可利用其自身发热量,使得煅烧更为充分。如湖南宜章县辉亮水泥厂,利用煤矸石取代粘土,年利用煤矸石约3万t,节约原煤0.5万t。
(4)在陶瓷工业中的应用
大量的研究和实践表明,部分煤矸石矿物成分和化学组分与粘土相近,其工艺性能在一定的技术条件下符合陶瓷生产的要求。Al2O3含量高的矸石是烧制陶瓷的优质原料,如湖南青峰煤矿煤矸石满足制陶要求。
(5)生产农肥
碳含量高的煤矸石中,富含植物生长所需的多种微量元素,同时煤矸石具有微观孔隙结构发育,具有较好的吸附容量,是携带固氮、解磷、解钾等微生物最理想的基质和载体,可制备有机复合长效肥料。肥料颗粒风化伴随着有机养分的逐渐释放,在2~3年内可保持化肥持续发挥作用,玉米、谷物较常规化肥增产约10%。
(6)充填塌陷区、复垦及建筑石材
对于没有深加工价值的煤矸石,一般直接用于矿山采空区、塌陷填充或建筑石材。在宁乡市煤炭坝矿区采空区塌陷治理、湘潭县谭家山矿区生态修复中,煤矸石复垦及填充塌陷取得较好效果。耒阳市富兴煤矿以砂岩质矸石制备不同粒径石材,已成为矿山新的经济增长点。
资料来源:《朱文卿,何涛.湖南煤矸石资源特征及综合利用途径分析[J].山东煤炭科技,2021,39(07):214-216+219》,由【粉体技术网】编辑整理,转载请注明出处!
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