湖南省含煤地層分布廣,資源儲量相對豐富,根據構造格架控制可劃分為桑石、黔溆、漣邵、韶山、郴耒、資汝六大煤田,煤矸石分布于其中。除地處江南隆起剝蝕區的湘東北地區沒有堆存外,全省各地都有集中或零星堆存,主要堆積在湘中的漣邵煤田、湘東南的郴耒煤田及資汝煤田。三個煤田煤炭資源占全省的80%以上,國有大型煤礦較集中,開采歷史悠久,煤炭儲量豐富,煤矸石堆存規模及預期產量巨大。
1、湖南煤矸石分布特征
(1)漣邵煤田煤矸石分布特征
漣邵煤田是湖南主要產煤區,礦山數量多,規模相對較大,開采強度大,儲量居湖南第一,有規模相對較大的煤炭開采企業,如冷水江金竹山煤礦、資江煤礦等,又有許多小型煤礦山星羅棋布。該區煤矸石堆存總量占全省35%以上,國有煤礦的矸石堆存集中,多臨近城區,冷水江、漣源城區有矸石山環繞,單個矸石山可達百萬噸,而各小型煤礦煤矸石堆存數量眾多、規模較小、分布散亂,以萬至十萬噸級別為主。
?。?)郴耒煤田煤矸石分布特征
郴耒煤田煤炭資源儲量及累計采損量均較大,有多家較大規模的煤礦,如宜章梅田、永興湘永等煤礦。該煤田煤矸石堆存總量占全省30%以上,煤矸石以國有煤礦為主體,在各礦區范圍內較集中,離城區有一定距離,但國有煤礦與小型煤礦堆存總量相當。小型煤礦分布散亂,環境問題突出,如攸縣黃蘭礦區開采歷史悠久,老窯眾多,煤矸石堆體達數百處,堆積總量大于當地國有礦山。
(3)資汝煤田煤矸石分布特征
資汝煤田煤炭資源儲量及累計采損量在湖南所占比重不大,但該區開采歷史長,區內分布國有鯉魚江煤礦、唐洞煤礦等現代化礦井七對。煤矸石堆存占全省比重小,但國有大型煤礦聚集,煤矸石堆存高度集中,單個礦山堆存量可達百萬噸級別,臨近城區,便于利用。
2、煤矸石綜合主要利用途徑
(1)煤矸石發電
利用煤矸石發電,是煤矸石最有效利用途徑。湖南有多個礦區煤矸石發熱量滿足要求,目前湖南省已有多個煤矸石發電項目,如資興市三都礦區有大量煤矸石產出與堆積,固廢污染嚴重,為此投建煤矸石發電廠,每年利用煤矸石約60萬t,發電3.6億度,增加就業崗位近300個,社會、經濟及生態效益顯著。
?。?)制備內燃磚
隨著粘土磚的全面禁用,煤矸石成為制磚的主要材料之一。因煤矸石自身具有一定發熱量,燒制時可節省大量燃料,同時煤矸石磚抗壓、抗剪強度高于傳統粘土磚,且具有質輕、保溫等特點,是一種優質的綠色建材。湖南邵陽縣在煤矸石制磚方面取得了顯著成效,年產約1億塊,利用煤矸石約20萬t,節約原煤0.6萬t,減少CO2排放約1.5萬t,既大幅節約制磚成本,又保護了生態環境。
?。?)水泥原料
煤矸石中含有較高的Al2O3、SiO2、CaO,同時具備一定發熱量,可作為水泥生產的原、燃料,既可利用其物質成分代替傳統水泥原料的物質組分,又可利用其自身發熱量,使得煅燒更為充分。如湖南宜章縣輝亮水泥廠,利用煤矸石取代粘土,年利用煤矸石約3萬t,節約原煤0.5萬t。
?。?)在陶瓷工業中的應用
大量的研究和實踐表明,部分煤矸石礦物成分和化學組分與粘土相近,其工藝性能在一定的技術條件下符合陶瓷生產的要求。Al2O3含量高的矸石是燒制陶瓷的優質原料,如湖南青峰煤礦煤矸石滿足制陶要求。
?。?)生產農肥
碳含量高的煤矸石中,富含植物生長所需的多種微量元素,同時煤矸石具有微觀孔隙結構發育,具有較好的吸附容量,是攜帶固氮、解磷、解鉀等微生物最理想的基質和載體,可制備有機復合長效肥料。肥料顆粒風化伴隨著有機養分的逐漸釋放,在2~3年內可保持化肥持續發揮作用,玉米、谷物較常規化肥增產約10%。
?。?)充填塌陷區、復墾及建筑石材
對于沒有深加工價值的煤矸石,一般直接用于礦山采空區、塌陷填充或建筑石材。在寧鄉市煤炭壩礦區采空區塌陷治理、湘潭縣譚家山礦區生態修復中,煤矸石復墾及填充塌陷取得較好效果。耒陽市富興煤礦以砂巖質矸石制備不同粒徑石材,已成為礦山新的經濟增長點。
資料來源:《朱文卿,何濤.湖南煤矸石資源特征及綜合利用途徑分析[J].山東煤炭科技,2021,39(07):214-216+219》,由【粉體技術網】編輯整理,轉載請注明出處!
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