准格尔旗人民政府办公室关于印发《鄂尔多斯市准格尔旗煤矸石综合利用及生态化治理产业发展规划》的通知
准格尔旗人民政府办公室关于印发《鄂尔多斯市准格尔旗煤矸石综合利用及生态化治理产业发展规划》的通知
准格尔经济开发区管理委员会,大路煤化工基地管理委员会,各苏木乡镇人民政府,各街道办事处,旗政府各部门,各直属单位,各大企业:
《 (略) 准格尔旗煤矸石综合利用及生态化治理产业发展规划》已经旗人民政府2021年第9次常务会议研究同意,现印发给你们,请结合实际,认真贯彻执行。
附件:《 (略) 准格尔旗煤矸石综合利用及生态化治理产业发展规划》(2020—2025)
准格尔旗人民政府办公室
2021年7月10日
(略) 准格尔旗煤矸石综合利用
及生态化治理产业发展规划
(2020-2025年)
准格尔旗人民政府
2021年7月
准格尔旗作为我国重要的能源资源战略保障基地,是国民经济持续健康发展的重要支撑。推进煤系固废综合利用,促 (略) 可持续发展,是加快转变经济发展方式、实现全面建成小康社会奋斗目标的必然要求,也是促进区域协调发展、建设资源节约和环境友好型社会的必然要求。准格尔旗作为典型 (略) ,坚持以生态文明思想为指导,坚持不移走生态优先、绿色发展之路,加强生态环境治理和生态保护修复,切实助牢祖国北疆生态安全屏障。积极推进煤矸石生态治理和资源化综合利用是解决准格尔旗当地突出环境问题必由之路,符合社会主义生态文明观,也是建设“ (略) ” (略) 模式的重要抓手。
2020年4月29日,全国人大常委会修订通过并发布《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》,此次修订重点主要包含以下几点:(1)强化了固体废物综合利用,限制填埋处置。第十二条,县级以上地方人民政府应采取有效措施减少固体废物的产生量,促进固体废物的综合利用,最大限度降低固体废物填埋量;(2)提出全过程管理环节所有单位对造成的污染依法承担责任。第五条,固体废物污染环境防治坚持污染担责的原则。(3)增加了资源综合利用机制—与环保税法衔接;第三十四条, (略) 工业和信息化主管部门应 (略) 发展改革、生态环境等主管部门,定期发布工业固体废物综合利用技术、工艺、设备和产品导向目录,组织开展工业固体废物资源综合利用评价,推动工业固体废物综合利用;(4)同时强化了生产者的主体责任,强调固体废物产生者是固体废物治理的首要责任人,补充完善排污许可制度,新增多项罚则,最高罚款500万元。
2018年10月26日,第十三届全国人代会常务委员会第六次会议发布《中华人民共和国环境保护税法》(2018修正)明确了税收优惠政策:(1)企业在固体废物排放与处置上有相关纳税标准,如对粉煤灰、炉渣、煤矸石等固体废物排放征收5-25元/吨;(2)“纳税人综合利用的固体废物,符合国家和地方环境保护标准的”属于暂予免征环境保护税情形之一可免征环保税。
2018年12月29日, (略) 办公厅《关于印发“ (略) ”建设试点工作方案的通知》(国办发〔2018〕128号)指出:“ (略) ”旨在最终 (略) 固体废物产生量最小、资源化利用充分、处置安全的目标;通过全面实施工业绿色生产,推动大宗工业固体废物贮存处置总量趋零增长。准格尔旗煤矸石历史堆存量和年新增量较大,通过推动煤矸石综合利用产业发展,可有效解决矸石堆存导致的安全隐患和环境污染问题,顺应我国“ (略) ”建设的发展趋势。
2015年10月11日, (略) 办公厅发布《关于 (略) 建设的指导意见》(国办发〔2015〕75号)指出: (略) 建设,将70%的降雨就地消纳和利用。到2020年,城市建成区20%以上的面积达到目标要求;到2030年,城市建成区80%以上的面积达到目标要求。
2020年8月26日,自然资源部办公厅、财政部办公厅、生态环境部办公厅《关于印发<山水林田湖草生态保护修复工程指南(试行)>的通知》(自然资办发〔2020〕38号)指出:涉及乡村生态系统的保护修复,结合村庄整治、工矿废弃地治理,维护农田原有生境,保护生物多样性,将耕地、林地、草地整治与建设用地布局优化相结合,打造规模相对集中连片的耕地、草地、湿地、林地等生态系统复合格局。
2019年10月30日,发改委发布《产业结构调整指导目录(2019年本)》,其中鼓励类煤炭项目包括支持煤炭共伴生资源加工与综合利用,煤矸石、煤泥、洗中煤等低热值燃料综合利用,地面沉陷区治理、矿井水资源保护与利用,矿井采空区、建筑物下、铁路等基础设施下、水体下采用煤矸石等物质填充采煤技术开发与应用;环境保护与资源节约综合利用类项目包括支持矿山生态环境恢复工程,共生、伴生矿产资源综合利用技术及有价元素提取。
2019年9月18日,总书记“在黄河流域生态保护和高质量发展座谈会上的讲话”将黄河流域生态保护和高质量发展上升为国家战略;2020年5月22日,李克强总理第十三届全国人大三次会议上作《政府工作报告》提出:今年要加快落实区域发展战略,编制黄河流域生态保护和高质量发展规划纲要。生态环境部将围绕黄河干流及直流流域分布的矸石堆场、尾矿库、固废填埋场和污水排放口作为督察的重点对象。准格尔旗位于黄河中上段,区内有137座煤矿,年产生大量的煤矸石和矿井水,本规划旨在通过合理的项目布局,实现本区的煤系固废“物尽其用、生态处理”,同时广泛用于修复露天废弃矿坑、采空区治理和农林牧副渔产业协同发展,为推动黄河流域生态环境保护,改善地区居民生活环境意义重大。
2019年1月9日,国家发改委、工信部联合发布《关于推进大宗固体废弃物综合利用产业集聚发展的通知》(发改办环资〔2019〕44号)提出了:以“促进产业集聚,提高资源综合利用水平,推动资源综合利用产业高质量发展,拟开展大宗固体废弃物综合利用基地建设”的新思路。 (略) “十二五”期间被列为第一批国家工业资源综合利用基地,本地煤矸石等矿产资源丰富,通过推进煤矸石综合利用产业集聚式发展,不断提高和扩大煤矸石综合利用技术水平、应用规模和领域,提升综合利用产品品质和效益。
2018年5月9日,生态环境部围绕长江流域启动“打击固体废物环境违法行为专项行动”,即“清废行动”,清废行动取得了显著成果。与长江流域“化工围江”类似,煤炭开采及煤化工产业正在黄河流域高度集聚,有色金属冶炼及压延加工、化学品制造、炼焦、氮肥制造等资源消耗型、“两高”(高污染、高能耗)企业数量约占60%,且沿河集中分布,近年来突发环境事件时有发生。
2017年4月21日,国家发改委等十四部委联合印发《循环发展引领行动》指出:到2020年,主要资源产出率比2015年提高15%,主要废弃物循环利用率达到54.6%左右,一般工业固体废物综合利用率达到73%,资源循环利用产业产值达到3万亿元;以企业和行业为载体,建设50个工业资源综合利用产业基地,开展工业资源综合利用重大示范工程建设;推动煤矸石、煤矸石、粉煤灰、冶金渣、工业副产石膏、化工废渣、赤泥等大宗工业固废的综合利用,拓宽利用途径,提升利用水平。
2014年12月22日,国家发改委等十部门联合发布《煤矸石综合利用管理办法》指出:“新建(改扩建)煤矿及选煤厂应节约土地、防止环境污染,禁止建设永久性煤矸石堆放场(库)。确需建设临时性堆放场(库)的,其占地规模应当与煤炭生产和洗选加工能力相匹配,原则上占地规模按不超过3年储矸量设计,且必须有后续综合利用方案。煤矸石临时性堆放场(库)选址、设计、建设及运行管理应当符合《一般工业固体废物贮存、处置场污染控制标准》、《煤炭工程项目建设用地指标》等相关要求”。“煤矸石产生单位应对既有的煤矸石堆场(库)的安全和环保负责,应制定治理方案,明确整改期限,采取有效综合利用措施消纳煤矸石、消除矸石山;对确难以综合利用的,须采取安全环保措施,并进行无害化处置,按照矿山生态环境保护与恢复治理技术规范等要求进行煤矸石堆场的生态保护与修复,防治煤矸石自燃对大气及周边环境的污染,鼓励对煤矸石山进行植被绿化。”
近年来,为推动资源综合利用,国家财政部、税务总局等部门先后发布《资源综合利用企业所得税优惠目录(2008年版)》、《资源综合利用产品和劳务增值税优惠目录》(财税〔2015〕78号)、《财政部税务总局生态环境部关于环境保护税征收有关问题的通知》(财税〔2018〕23号)等文件,明确了对资源综合利用企业和产品分别实施所得税、增值税减免等优惠政策;纳税人对应税固体废物进行综合利用的,应当符合工业和信息化部制定的工业固体废物综合利用评价管理规范;给固废综合利用产业发展带来了双重助力,以效益引导企业重视综合利用,带动企业收益。
2021年7月1日,实施的《一般工业固体废物贮存和填埋污染控制标准》(GB18599-2020)中对于煤矸石的充填及回填利用污染控制要求:进入一般工业固废贮存场和填埋场的煤矸石,除经过固废类别鉴定外,还需满足水溶性盐总量指标要求;“煤矸石可在煤炭开采矿井、矿坑等采空区中充填或回填”;其他途径的充填或回填活动开展前应进行环境本底调查和环境风险评估,结束后应开展长期监测,监测频次至少每年1次;“历史堆存一般工业固废场地经评估确保环境风险可以接受时,可进行封场或土地复垦作业”。
2020年3月25日,内蒙古自治区人民政府办公厅发布的《关于印发坚决打赢污染防治攻坚战2020年重点工作任务责任分工方案的通知》(内政办发〔2020〕1号)中提出:“开展工业固体废物堆存场所环境整治评估,重点加强黄河流域工业固体废物的日常监管,建立部门和区域联防联控长效机制,消除环境安全隐患”,准格尔旗地区属于黄河流域,其历史遗留或服务期内的煤矸石堆存场所属于重点监管的整治评估工业固废堆存场所。
2017年5月31日,原内蒙古自治区经济和信息化委员会印发《内蒙古自治区煤炭工业转型发展行动计划(2017年-2020年)》明确指出煤炭开采引发的土地塌陷、煤矸石堆存等灾害和环境问题日益突出,环保压力较大,生态恢复和环境治理任务艰巨;提出了“资源综合利用和矿区环境保护。发电、建材利用煤矸石量逐年提高,2020年,新增煤矸石利用率达到40%以上,其余全部回填井下和复垦造田,地面不再形成新的永久性矸石山,历史遗留矸石山全部达标治理。露天矿排土场复垦绿化达到90%以上,井工采煤沉陷区治理率达到80%以上,矿区生态环境实现良性演替”的建设目标。“重点加强矿区生态环境治理,将重点在乌海、 (略) 小煤矿集中区推行煤矸石定点填埋,指定填埋地点并向社会公布。 (略) 综合治理,企业按实际排矸量出资。”
2020年7月23日,内蒙古自治区第十三届人代会常务委员会批准实施的《 (略) 绿色矿山建设管理条例》中第十四条要求:“煤炭开采企业应当制定煤矸石综合利用方案,并报当地生态环境、工业和信息化主管部门备案。鼓励煤炭开采企业或者其他综合利用单位采取井下充填、露天采坑回填、发电、生产建筑材料、制取化工产品、筑路、土地复垦等方式对煤矸石进行科学合理利用。新建、改扩建煤矿以及选煤厂禁止建设永久性煤矸石堆放场(库)。确需建设临时性堆放场(库)的,其占地规模、选址应当与煤炭生产和洗选加工能力相匹配。煤矸石临时性堆放场(库)选址、设计、建设以及运行管理,应当符合国家、自治区一般工业固体废物污染控制标准和要求。”
2017年11月27日, (略) 人民政府《关于印发煤炭工业发展十三五规划的通知》(鄂府发〔2017〕191号)中提出:切实提高煤炭伴生矿产资源的利用,“十三五”期末, (略) 煤矸石综合利用率达到80%以上;进一步加强环境保护和生态治理,重点整治采煤沉陷区、植被破坏等,采煤沉陷区治理率达到80%以上,土地复垦率达到90%以上。
2020年4月10日, (略) 农牧局发布《关于下达2020年农田建设任务的通知》(鄂农牧发〔2020〕98号)提出:为推 (略) 农牧业高质量发展,要确保完成2020年新增高标准农田28.76万亩,同步发展盐碱地5万亩,高效节水灌溉10万亩以上的目标;其中准格尔旗分配5000亩中央财政转移支付高标准农田建设任务。
以上政策的发布和实施,为准格尔旗发展煤矸石资源化利用和生态治理产业提供了政策支撑,明确了煤矸石资源综合利用产业的发展方向,促进煤矸石利用产业的规模化、高值化、绿色化、生态化应用。
1.2 编制依据(1)《中华人民共和国环境保护法》(2015年修订)
(2)《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》(2020年修订)
(3)《煤矸石综合利用管理办法》(2014年修订)》
(4)《中华人民共和国环境保护税法》(2018年修订)
(5)《一般工业固体废物贮存和填埋污染控制标准》(GB 18599-2020)
(6)《产业结构调整指导目录(2019年本)》
(7)《资源综合利用产品和劳务增值税优惠目录》(财税〔2015〕78号)
(8)《关于推进大宗固体废弃物综合利用产业集聚发展的通知》(发改办环资〔2019〕44号)
(9)《山水林田湖草生态保护修复工程指南(试行)》(2020年8月26日发布)
(10)《关于印发“ (略) ”建设试点工作方案的通知》(国办发〔2018〕128号)
(11) (略) 办公厅发布《关于 (略) 建设的指导意见》(国办发〔2015〕75号)
(12)《内蒙古自治区煤炭工业转型发展行动计划(2017年-2020年)》(2017年5月31日印发)
(13)《 (略) 绿色矿山建设管理条例》(2020年7月23日实施)
(14)《关于印发煤炭工业发展十三五规划的通知》(鄂府发〔2017〕191号)
(15)《关于下达2020年农田建设任务的通知》(鄂农牧发〔2020〕98号)
(16)《 (略) 土地整治规划(2016-2020年)》
1.3准格尔旗煤矸石产出与利用现状准格尔旗作 (略) ,全旗现已探明煤炭储量544亿吨,远景储量约1000亿吨以上;已探明含煤面积和远景含煤面积分别为2824平方公里和5724平方公里,分别约占全旗国土面积的37%和74%。全旗煤炭资源主要由东部准格尔煤田和西部东胜煤田两部分组成,具有分布广、储量大、煤质好、埋藏浅、煤层厚、低瓦斯、易开采等优点。
根据《2019年准格尔旗煤炭经济运行情况》,全旗共有137座煤矿,目前正常生产煤矿87座(其中井工煤矿47座,露天煤矿40座),6处灾害治理项目正在治理。2019年,全旗累计生产煤炭29763万吨,较去2018年同期(27648万吨)增加2115万吨,增长7.7%。根 (略) 固体废物污染环境防治信息公告,准格尔旗2019年煤矸石产生量约为3064万吨,其中掘进矸约497万吨,洗选矸石2567万吨,占全旗工业固体废物产生总量的比例为48.65%。
根据《2019年全国大、 (略) 固废污染防治年报》显示,鄂 (略) 固废7516.6万吨位居全国首位,主要固废品种有煤矸石、粉煤灰、炉渣等,其中准 (略) 产废最大的旗县,固废处置及综合利用压力较大。
表1-1重点矸石产生企业的处置方式
单位名称 | 配套采选能力(万吨/年) | 矸石产生量 (万吨/年) | 主要处置手段 |
内蒙古 (略) 准格尔召选煤厂 | 1000 | 180 | 土地复垦 |
(略) 黄玉川煤矿 | 1000 | 240 | 采坑回填 |
内蒙古伊泰京粤酸 (略) | 1200 | 276.63 | 土地复垦、发电、填充 |
内蒙古蒙泰不 (略) | 1500 | 360 | 中低产农田改造项目 |
(略) 国源 (略) 大唐龙王沟 | 1000 | 125 | 建筑材料 |
煤矸石综合利用量和利用率显著提高,煤矸石大宗综合利用方式逐步具备规模化效应。2018年底, (略) 综合利用率66.07%。准格尔旗煤矸石重要的处置方式为土地复垦、采空塌陷区治理、露天采坑回填、低标准农田改造、井下充填、制备高岭土和建材产品等类型,全区有土地复垦项目数十个,煤矸石烧高岭土项目10余家,煤矸石制陶瓷系列产品企业14家,煤矸石电厂4家,年实现综合利用煤矸石超1500万吨,准格尔旗综合利用 (略) 平均水平。
1.4准格尔旗煤矸石主要处置方式目前最大规模的利用方式主要集中在塌陷区治理、土地复垦、矿坑回填等生态化利用方面,煤矸石选高岭石、生产莫来石和陶瓷原料企业规模仍就较小,2019年全旗生态化利用煤矸石量达1500多万吨。通过生态化利用,改变了煤矸石的无序化堆存面貌,减少了煤矸石自燃和土地占用现象,促进煤矿增产增效,是培育新的经济增长点的重要途径,初步形成经济效益、社会效益和环境效益的统一。
(1)土地复垦项目
准格尔旗煤矸石主要综合利用路径为土地复垦,约占煤矸石综合利用总量的70%,典型项目如力量煤矿大饭铺煤矿将矸石复垦项目进行充分开发,目前以种植黄元帅苹果、黑比偌葡萄等经济作物为主,成功延伸出煤矸石与农业耦合的生态产业链。
图1.1 苹果/葡萄种植园
伊泰京粤酸刺沟煤矿采取了多种利用途径相结合的模式来进行消纳,其中包含土地复垦、矸石发电、矿井充填等方式,同时利用煤矸石制有机生态植种土进行改性,种植了高粱、玉米、苜蓿、苹果等植物,在产业园内规划了垂钓区、餐饮区,形成煤矸石综合利用与生态旅游充分结合的示范项目。
图1.2 高粱/玉米等种植园
(2)煤矸石发电
由于准旗煤矸石中含有较高的热值,掺合中煤是极好的发电原料,目前准旗正积极推进煤矸石直燃发电技术项目落地,近年来分别建成投产2×300MW准能坑口矸石电厂、2×300MW大路煤矸石电厂、2×300MW京泰酸刺沟矸石电厂,在建2×660MW京泰酸刺沟矸石电厂二期工程等。矸石电厂的配置有效利用煤矸石中剩余的发热量,实现了煤矸石10~15%的减量化目标,但也产生了大量的粉煤灰和炉渣,目前准格尔旗粉煤灰和炉渣存量仅次于煤矸石,同样面临着极大的综合利用压力。
图1.3 煤矸石发电厂
(3)煤矸石制新兴材料
准格尔旗的煤矸石分为东胜煤田和准格尔煤田两大类,其中东部的煤矸石以高岭土系为主,高岭土含量较高,具备代替高岭土矿资源的属性,目前在准格尔旗经济开发区工业园区建有十余家陶瓷系列制品厂,以煤矸石为原料深加工生产新型建材、耐火材料、耐磨料、陶瓷材料、电子元器件等高附加值产品,由于准格尔旗高岭土资源丰富,已经吸引多家陶瓷生产企业入驻,未来具备形成新的经济增长极的潜力。
图1.4 陶瓷研发/制造区
(4)煤矸石多元化利用
近年来受国家大力推进绿色矿山建设,推广煤矸石治理,多家企业积极推动煤矸石治理与农、林、牧、渔、旅等多途径的生态化利用方式,打造煤矸石生态化利用和煤炭产业绿色发展样板,目前已形成:围绕全国最大露天煤矿—准能黑岱沟露天煤矿,建设国家级矿山公园,开展煤炭工业观光游。
1.5准格尔旗煤矸石处置主要存在问题(1)煤矸石利用率低、处置不规范,存在历史遗留问题
受煤炭资源禀赋条件和地区经济发展的影响,全旗煤矸石产量大,有效消纳途径有限。至2018年末,全旗煤矸石综合利用率仅为66.07%,煤矸石消纳缺口较大。由于煤矸石消纳量不足,导致部分煤矿或洗煤厂存在煤矸石处置项目未批先建先投、临时排矸场超量堆存,更有甚者违法倾倒、掩埋,形成较多的历史遗
图1.5 煤矸石处置状态
留矸石堆场,且部分历史遗留矸石场治理责任主体已灭失。矸石堆场整体缺乏合规、合理的运营维护措施,部分矸石堆存与处置不规范导致矸石场中煤矸石自燃、二氧化硫排放等问题,存在一定程度的环境污染和安全隐患。
(2)煤矸石源头减量不足,缺乏生态安全管理措施
因区域地质条件和成矿时代存在差异,东部准格尔煤田和西部东胜煤田中矿物成分及含量不同,其中东部矿区煤矸石中高岭土含量较高,属于煤系硬质高岭岩。但在煤矸石进行堆存、生态化利用前未进行有效筛选回收,部分可回收用于高岭土等材料制备的矿物随煤矸石一起进入生态化利用场地,不仅占用利用场地有效容量,还浪费了有价物质。
目前,部分煤矸石生态化利用项目未对煤矸石的重金属、有毒稀有元素、联苯类有机物等有毒有害成分和放射性进行及时检测和监控,部分地区煤矸石中有毒有害成分含量较高或浸出量超标、放射性超标,很难保障利用场地生态安全,为煤矸石的处置和利用埋下污染隐患。
(3)生态化利用产业链条不完整,跨行业政策融合度低
煤矸石的大宗利用主要是塌陷区治理、土地复垦回填、煤矸石山生态复垦及露天矿坑回填等生态化途径。目前全旗煤矸石消纳处理方式,未结合处置前煤矸石分质分级利用(如可燃物提取、腐殖质剥离、有机肥制造、高岭土筛选等)、复垦后的土地标准、复垦后栽种植被种类、流域内水体流失防治、生态环境修复、生态屏障构建等煤矸石生态化利用全产业链综合考虑。在煤矸石生态化利用过程中对各级政府的土地、水利、林业、牧草业、黄河流域等政策和要求(如矿山生态修复、高标准农田建设、沿黄生态廊道、黄河流域水土保持等)结合较低。
(4)煤矸石综合利用项目效益不佳
煤矸石资源综合利用可有效减少堆存占地、减少环境污染及安全隐患,具有良好的社会效益和生态环境效益。但目前全旗某些综合利用产品受地域、市场认知度影响,经济效益不高,投资回报率偏低。一些煤矸石生态治理和资源化综合利用项目存在初期投资大、短期见效慢、成本高、风险大等问题,致使企业陷入内部成本居高不下的经营发展困境,阻碍了煤矸石综合利用产业高质量发展。
(5)现有支持政策和激励机制有待进一步完善
目前,缺少对煤矸石综合利用和生态化治理的鼓励引导性政策、强制性要求和针对性奖惩措施,企业缺乏煤矸石综合利用的压力与动力;现有土地和财税政策支持力度不足,缺乏煤矸石生态化利用的税收优惠,尚未建立煤矸石资源化、生态化利用专项资金;部分地区还存在政策落实难、执行中有偏差等问题。
1.6合理规划煤矸石处置利用的必要性(1)京津冀及周边地区环境—经济一体化发展重大契机
京津冀地区重化工业集聚,固废产生强度高,综合利用潜力大,产业互补性强。根据《京津冀及周边地区工业资源综合利用产业协同转型提升计划(2020-2022年)》“到2022年,区域年综合利用工业固废量8亿吨,主要再生资源回收利用量达到1.5亿吨,产业总产值突破9000亿元,形成30个特色鲜明的产业集聚区,建设50个产业创新中心,培育100家创新型骨干企业”要求。近年来环京的非首都功能疏解和产业西迁,结合我旗产业结构特征和交通条件,具备可形成煤矸石生态化利用产业集聚区和产业创新中心,承接产业西移功能,建设煤矸石生态化利用示范基地,协同京津冀及周边地区完成大宗集聚、绿色高值、协同高效的资源循环利用产业发展新格局。
(2)建设自治区大宗工业固废综合利用和沿黄生态廊道的必然要求
根据《内蒙古自治区生态环境保护“十三五”规划》、《内蒙古自治区人民政府关于加快推进大宗工业固体废物综合利用的意见》,“积极推进煤矸石综合利用,在有大型煤炭企业的地区,加大煤矸石用于采空区回填、土地复垦、沉陷区治理的利用力度”。根据《内蒙古印发推动黄河流域生态保护和高质量发展2020年工作要点》中要求,建设绿色矿山、水土流失综合防治、山水林田湖草生态保护修复试点工程,抓好生态保护修复。准格尔旗为稳步推进沿黄生态廊道等重大生态项目建设,计划完成林业生态和水土流失综合治理20.5万亩推动黄河流域生态保护建设。
(3)落实工业资源综合利用基地建设的必要手段
2011年2月国家工信部 (略) 被列为首批全国工业固体废物综合利用试点地区,2016年9 (略) 经国家工信部验收后被列为工业资源综合利用示范基地名单(第一批)。根据《 (略) 工业固体废物综合利用基地建设实施方案》和自评估报告中要求“到2015年实现工业固废综合利用量5092万吨,综合利用率85%,其中煤矸石82%”。由于全旗煤矿产能提升较快,煤矸石产生量增速较快,但综合利用率偏低,仅有66.07%, (略) 工业固体废物综合利用基地建设目标存在较大差距。煤矸石的生态化利用是煤矸石综合利用最有效的途径,能够集中化、规模化消纳每年大量新增的煤矸石。
(4)落实煤炭工业转型计划,助推 (略) 转型、经济结构性调整的重要抓手
根据《内蒙古自治区煤炭工业转型发展行动计划(2017年-2020年)》将乌海和鄂尔多斯作为加强矿区生态环境治理的重点,推行小煤矿 (略) 综合治理,推行煤矸石定点填埋、处置。实现露天矿排土场复垦、井工采煤沉陷区治理,矿区生态环境实现良性演替”的建设目标。准格尔旗开展煤矸石生态修复治理工作,将加快落实自治区相关规划的要求,遏制、改善煤矸石乱堆乱放现象,引导和规范煤矸石堆场的生态修复,建立煤矸石环境污染治理长效机制,积极探索适合准格尔旗的煤矸石综合利用产业发展路径。
以新时代中国特色社会主义思想和系列重要讲话精神为指导,全面贯彻落实党的十九大和十九届二中、三中、四中、五中全会精神,统筹推进“五位一体”总体布局,协调推进“四个全面”战略布局,深入贯彻落实生态文明思想和生态安全部署,坚持绿水青山就是金山银山的绿色发展理念,以黄河流域高质量发展为主线,坚持“减量化、无害化、资源化”原则,以全旗煤炭工业经济可持续发展和推进生态文明建设为目标,努力形成“政府引导、企业主导、因地制宜、分类施策、重点突破”的煤矸石综合利用及生态化治理新局面,打造绿色循环产业的重要支柱和新的经济增长极,坚定不移走生态优先、绿色发展的新道路。
2.2 基本原则坚持生态优先、绿色发展的基本导向,践行“两山理论”。坚持“减量化、无害化、资源化”原则,坚持“在保护中开发、在开发中保护”,建立生态环保、绿色发展的煤矿经济发展新模式,实现矿产资源开发与矿山地质环境保护的有机统一,促进矿山的青山绿水建设、黄河流域生态保护和高质量发展。
重视煤矸石源头减量和前端分类,建设“50公里100万吨”煤矸石预处理中心,鼓励煤矿和洗选煤厂增设煤矸石预处理装置。减少煤矸石的净产生量,充分利用固体废弃物的一次资源替代性,减少高岭土、硫铁矿、天然砂石等自然资源的开发,改善矿区生态环境,降低环境污染风险。坚持节能减排,推广煤炭行业清洁生产技术,建立全过程清洁化生产机制,促进煤矸石、煤泥、粉煤灰等综合性资源化利用,提升分级分质资源化利用效率,使煤炭生产过程中固体废弃物达到零排放。
加强政府在体制机制及产业布局等方面的引导作用,规范煤矸石综合利用产业健康发展。充分激发企业活力和创造力,实现规划项目的集聚效应。充分发挥 (略) 场属性,使煤矸石生态化利用成为企业降成本、提效益、持续发展的内生动力。
全面推进煤矸石综合利用与生态化治理产业,科学定位产业发展重点。紧抓示范基地培育和大型企业规模化利用项目建设,重点推进“规模化、高标准、绿色循环”生态化利用项目;同时促进伴生高岭土、硫铁矿等资源回收和深度开发利用,积极引入陶瓷、耐磨、耐火材料等企业,围绕煤矸石综合利用,形成规模化生态治理与高值化综合利用的产业发展新路径。
根据准格尔旗东、西部区煤炭资源禀赋和开采集中程度,从布局合理化、建设规模化、处理集中化入手开展煤矸石预处理中心和生态化利用建设工作,充分利用煤矸石中的有价组分,延伸煤矸石综合利用产业链条。
结合准格尔旗的经济发展、自然条件等现实情况,采取“因地制宜、分类施策、多举并重”的思路,充分利用生态化充填、土地复垦、生态修复等大规模消纳手段,大力支持煤矸石预处理、有价组分回收等减量化措施,坚持培育煤矸石-陶瓷原料-陶瓷-新材料的高附加值资源化路径。
2.3 规划目标经统筹规划,“十四五”规划期间主要完成以下目标:
(1)现存煤矸石堆场治理——到2021年6月底,摸清现存煤矸石堆场底数,完成现存煤矸石堆场安全环境风险评估,分类制定整改措施;到2022年底,全部完成服务期满煤矸石堆场的生态恢复治理;规划期内,逐步完成现存煤矸石堆场生态恢复治理验收,建立后期跟踪监测和管护制度体系。
(2)新增煤矸石综合利用——新增煤矸石综合利用率达到80%以上,其中生态化利用率达到50%以上,逐步加强煤矸石回填井下和露天采坑等利用方式。
(3)煤矸石利用产业布局形成——初步形成煤矸石分散预处理、集中深加工、就近生态化利用等煤矸石利用产业布局,建设预处理中心5个,基本构建煤矸石规模化、高值化、生态化利用产业链条,煤矸石综合利用总投资10亿元,产业综合产值超20亿元,形成良好的产业发展趋势。
(4)煤矸石利用生态效益初见成效——通过煤矸石生态化利用项目,打造高标准农田500亩以上,协同小流域治理、水土保持林等水土保持综合治理面积15000亩以上。
图2.1 准格尔旗煤矸石综合利用及生态化治理统筹规划布局图
成立煤矸石现状排查小组,开展全旗煤矸石产生、堆存、利用和处置的现状摸底排查行动,对旗域内煤矿和洗煤厂开展煤矸石倾倒、处置现状排查统计工作,全面细致掌握辖区内具体情况,作为后续开展综合治理与生态化利用工作的基础依据。统计信息应包含煤矸石产出概况(包含煤矸石产生量、结构及成分等)、现有煤矸石利用状况(包含利用途径、利用企业、利用量等)、煤矸石堆存情况(运输途径及负责单位、堆场负责单位、堆场位置、堆场设计及使用情况、年堆存量、堆存煤矸石主要成分等)和闭矿煤矸石堆场情况(历史堆存量、安全设施现状、生态修复情况、维护单位)等。通过排查行动,实现对全旗范围的煤矸石产生、堆存、利用和处置等相关情况的全面了解。
逐步建设煤矸石可视化动态智能监控系统,在煤炭企业、洗煤厂等煤矸石产生地、主要运输公路路口和煤矸石堆场、煤矸石综合利用企业等位置安装监控设施,实现对旗域内的煤矸石“产、运、排、堆、用”的实时监控,掌握各企业的煤矸石产生、运输、堆存和利用情况,从而对全旗煤矸石的综合利用和堆积情况实现实时清晰的掌握。依靠可视化动态智能监控系统,不仅能有效解决煤矸石乱排乱堆问题,而且有助于开展煤矸石综合利用工作。
完善煤矸石信息基础数据库建设,以煤矸石“产、运、堆、用”数据、生态化治理及综合利用项目相关数据为基础,逐步构建全旗煤矸石综合利用信息化管理平台。借助移动互联网、物联网等技术,拓宽数据获取渠道,实现数据动态更新。加快数据共享,编制资源共享目录,依据各部门行政职能设置共享权限和方式,充分发挥煤矸石资源大数据在污染防治、产业规划、土地利用、工业生产中的作用。
了解相关企业煤矸石排放运输途径,规范煤矸石运输行为,明确运输责任主体;采取车辆运输的,可采用企业自运、第三方企业或双方联合的方式运输;建议洗选煤厂采取第三方企业集中运输的方式处理,政府负责监管,洗选煤厂承担运输处置费用;全程监控煤矸石的运输,确保煤矸石运送至指定堆存位置,严禁私自处理;运输煤矸石的车辆设备,应采取密闭或者其他措施防止物料遗撒造成扬尘污染,并按照规定路线行驶,装卸物料应当采取密闭或者喷淋等方式防治扬尘污染。
对于无合法煤矸石堆存处置途径、有外运处置需求的煤矿和洗选煤厂,产出的煤矸石应采取“六个统一”:即统一申请、统一运输、统一堆存、统一利用、统一处置、统一验收。根据煤炭聚集区煤矿类型及分布情况,采用政府引导、市场运作模式,将煤矸石集中运至划定的煤矸石生态化利用场地或深加工处理中心进行统一处理;加大巡查力度,严格监管,从严处罚私自违规处置煤矸石企业,杜绝煤矸石乱倒乱排、污染环境的行为发生。
新建、改扩建煤矿以及选煤厂禁止建设永久性煤矸石堆放场(库)。确需建设临时性堆放场(库)的,其占地规模、选址应当与煤炭生产和洗选加工能力相匹配,原则上占地规模按不超过3年储矸量设计,且必须有后续综合利用方案。煤矸石临时性堆放场(库)选址、设计、建设以及运行管理,应当符合国家、自治区一般工业固体废物污染控制标准和要求。
3.2 坚持生态优先,推进现存煤矸石堆场整治核实全旗范围内现存煤矸石治理项目(含堆场和临时堆场)的用地、环保、安全等相关审批手续是否完善,根据审批手续完善情况和责任主体性质,分类实施堆场整治。
责任主体明确的煤矸石治理项目(含堆场和临时堆场):相关审批手续完善的煤矸石堆场,可开展安全环境风险评估及生态恢复治理;缺少相关审批手续的,实施惩罚性措施并补办所缺审批手续后,方可开展安全环境风险评估及生态恢复治理。
历史遗留、责任主体不明确的煤矸石堆场:由旗政府成立专项小组,追溯堆场责任主体;责任主体灭失的煤矸石堆场,由旗政府开展安全环境风险评估、封场及生态恢复治理。
根据全旗范围内现存煤矸石堆场的现状排查情况,通过资料收集、现场踏勘、工程勘查等综合方法,开展调查工作,明确煤矸石堆场的范围、特征、堆存状态、已采取措施的有效性及对环境造成的影响等。分析评估现存煤矸石堆场的自燃倾向性、安全稳定性(场地稳定性、堆体边坡稳定性、防洪排水可行性等)、场地适宜性。按照评估结果,分类制定整改措施:经评估具有自燃倾向性的堆场,应按照自燃煤矸石堆场开展无害化治理与生态恢复;经评估具有安全稳定隐患的堆场,应制定堆场安全稳定整治方案,针对不同隐患采取相应治理措施;经评估场地不适宜的煤矸石堆场,应实施煤矸石异地处置。
开展煤矸石堆场及周边土壤污染状况、地下水污染和大气状况的摸底调查和风险筛查;并在堆场周围设置土壤环境质量监测点位,定期开展环境质量监测,相关数据及时上传至煤矸石信息基础数据库;存在地下水污染情况的煤矸石堆场,应建设防渗工程和渗滤液处理设备,根据情况在堆场和周边设置地下水质监控井。
到2021年12月31日,完成现存煤矸石堆场环境风险评估,分类制定整改措施。
经评估,对已自燃、有自燃倾向或安全稳定隐患的煤矸石堆场或煤矸石复垦利用项目,相关责任主体单位首先制定科学的煤矸石自燃灭火和规范化处置治理方案,开展治理工作,保证煤矸石堆场自燃灭火、安全稳定和环境污染隐患消除。
对无安全环境风险和经过规范化处置消除风险的煤矸石堆场,按照《矿山生态环境保护与恢复治理技术规范》要求进行生态恢复治理,植被恢复宜林则林、宜草则草、草灌优先,恢复后的植被覆盖率不低于当地土地植被覆盖率,植被类型要与原有类型相似、与周边自然景观协调。
现存煤矸石堆场在实现生态恢复治理并稳定运营三年后,交还原土地权属人、集体或政府,按照生态恢复的植被生境和生态系统,计入相应的土地利用类型。
到2022年底,全部完成服务期满煤矸石堆场的封场和生态恢复治理;规划期内,逐步完成现存煤矸石堆场生态恢复治理验收,建立后期跟踪监测和管护制度体系。
3.3 优化产业布局,构建煤矸石产业循环发展链条根据准旗煤矿和洗选煤厂分布情况,充分利用和升级现有洗选煤资源,对煤矸石进行预处理。鼓励煤矿和洗选煤厂在厂区内增设煤矸石分级分质预处理装置,并布设5个预处理中心,对煤矸石进行有价组分回收、脱硫脱碳等预处理,保障资源充分回收和预处理后煤矸石达到生态化利用项目的原料质量要求。
煤矸石预处理中心的选址,应优先利用现有洗选煤厂或已经、即将开采结束的露天矿的工业用地,选址应避免压覆矿产资源,应与当地国土空间规划相符。结合煤矿和洗选煤厂现有洗选能力,通过合理规划选址,形成煤矸石预处理运距50公里范围就近处理,单个预处理中心建设规模达到100万吨/年。
对于经预处理回收的煤矸石有价组分,依托鄂尔多斯大路工业园区和准格尔经济开发区,开展煤矸石有价组分高附加值规模化深加工,形成以煤系高岭土深加工、煤矸石制备绿色建材产品、煤矸石制备生态循环产品等产业链为核心的煤矸石集中深加工产业。对于经预处理达到生态化利用项目的原料质量要求的煤矸石,结合露天采坑回填、井下充填、采空塌陷区回填、土地复垦、小流域治理、高标准农田建设等方式,经合理选址就近开展生态化利用。
经合理布局,形成煤矸石分散预处理、集中深加工、就近生态化利用等煤矸石利用产业布局,构建出煤矸石规模化、高值化、生态化综合利用产业链条。
图3.1 准格尔旗煤矸石综合利用产业空间布局示意图
坚持科学发展观,依据循环经济原则,统筹规划,加深产业纵向延伸和横向联合,构建煤矸石循环利用产业链,提高煤矸石分级分质预处理和综合利用率,实现煤矸石循环利用。在规划末期,实现新增煤矸石不落地,促进实现煤炭行业绿色循环、低碳生产的建设目标。
根据矿区煤炭资源赋存条件,准格尔旗煤矸石属于非典型煤系高岭岩,主要化学成分是SiO2、Al2O3和C,还有TiO2、Fe2O3、CaO、Na2O、K2O等化合物。相比于其化学组成,煤矸石的矿物组成非常复杂,常见的矿物主要有高岭土矿物、砂岩、碳酸盐矿物以及硫铁矿物等。煤矸石中硫和碳含量高是导致煤矸石自燃、排放二氧化硫等有害气体的直接原因。对煤矸石中可回收有价组分的提取和资源化处理,是增加煤矸石综合利用价值、防治煤矸石自燃和有害气体排放的重要手段。例如:低发热量的碳质经提取可形成中高发热量的煤炭;高岭土矿物可筛选提纯高岭土;砂岩和石英岩可加工生产作建材;硫铁矿成分经筛选后可用于含硫和铁的化学原料的生产;煤矸石中K、Ca、Si、Mg等元素是植物生长必须的营养元素,可制成矿物质肥或土壤改良剂等生态循环产品。
采取因地制宜、分类施策,在煤矿和洗选煤厂区内增设煤矸石分级分质预处理装置,对煤矸石进行精细分级、资源回收,为后续深加工利用和生态治理企业提供专业化、标准化和高质量的原材料;经过有价组分回收、脱硫脱碳处理的煤矸石可用于采煤沉陷区治理、回填露天煤矿矿坑、荒渠治理等生态化利用途径,最终达到复垦绿化、改造农田和改善水土流失防治等效果。
通过试点先行、逐步推进,在条件较好的煤矿和洗选煤厂先行开展煤矸石的有价组分回收、脱硫脱碳处理试点,逐步覆盖全部煤矿和洗选煤厂。
完善升级高岭土产业链。准格尔旗东部煤矸石中中高品质高岭土含量10~20%左右,中低品质高岭土含量达50%以上。高岭土用途广泛、产品附加值高,为充分发挥全旗煤系高岭土资源优势。首先,加快煤系高岭土新型煅烧工艺开发与关键设备产业化,重点突破中低品质高岭土资源化利用技术,建设处理规模大、技术含量高的煅烧高岭土项目,实现准旗大量中品质甚至低品质高岭土煤矸石资源化利用;同时加快提升技术标准和制定新产品标准,重点攻克超白、改性等煅烧高岭土深加工关键技术;其次,积极开发高岭土深加工产品,着力提升高档高岭土品质,实现煤系高岭土多元化、精细化深加工,重点开发医用超细煅烧高岭土、玻璃纤维用煅烧高岭土、催化剂用煅烧高岭土、线缆用高岭土添加剂、油漆涂料用高岭土等产品;最后,引进建设利用各类煅烧高岭土的产品项目,包括各类电缆、涂料、橡胶、塑料、医药、催化剂等产品,构建准旗高岭土产品产业群,最终实现准旗煤矸石的高值化利用。
建设煤矸石绿色建材产品产业链。生产建材产品是实现规模化利用高岭土的主要方式之一,准旗应积极引进陶瓷透水砖、路基材料、陶粒、保温材料等建材产品。充分调度铁路闲置运力,实现产品可通过铁路辐射 (略) 场,同时地方政府在采购过程中应优先考虑符合标准的煤矸石综合利用产品,包括准旗生态文化旅游产业项目、准旗内公路改造建设工程和铁路建设工程、特色小镇项目、美丽乡村、精准扶贫、河道冶理、危房改造、保障性住房、大型公共建筑、农田水利工程、水库建设工程、防洪保安工程等项目,要优先选用符合技术质量要求的煤矸石新型建材产品,煤矸石综合 (略) 场,实现煤矸石的规模化利用。
建设煤矸石生态循环产品产业链。煤矸石的生态循环产业是将源自地层岩石矿物的煤矸石,经无害化加工、高值化利用后回到地层土壤、岩层等,实现地层矿物质的人工强化循环。煤矸石通过脱碳脱硫处理,脱出的中低热值可燃物和硫铁矿成分作为其他产品生产的燃料和原料,脱碳脱硫后的煤矸石用于生产钾钙硅镁矿物肥、土壤改良剂、土壤隔水剂和土壤涵水基质等生态循环产品,最终回到地层。政府应积极引进技术水平高、处理规模大的煤矸石生态循环产品制造企业,并优先打造生态循环产品旗域“内循环”,实现就地就近消纳,还可通过当地便捷运输优势将生态循环产品辐射临近旗县、呼包鄂、京津冀等地区,实现煤矸石的资源化利用与当地土壤改良、农田改造、水土保持与涵养等有机结合。
通过以上方式完善准旗煤矸石综合利用产业链,拉长做大、增加产品种类, (略) 场,提升煤矸石综合利用效率,实现煤矸石的最大化利用。
紧紧抓住国家布局“一带一路”、“内循环”、京津冀协同发展、“呼包鄂榆”协同发展、黄河流域高质量发展等重大机遇,充分发挥准旗区位交通优势,以煤矸石自有属性优势作为突破口,不断完善、延长煤矸石利用产业链,培育优势骨干企业,营造良好的产业投资发展氛围,带动准旗煤矸石综合利用产业快速发展。同时形成竞争优势,逐步淘汰落后产能,迫使企业升级改造装备,调整产业结构,发展科技含量高、市场前景好产业,提升产品附加值, (略) 场竞争力,以高值化利用、规模化消纳为方向,实施煤矸石综合利用产业多元化产业布局,实现准旗煤矸石综合利用产业健康持续发展。
3.5 强化新增煤矸石规模化、生态化利用围绕准格尔煤田西缘、东胜煤田东缘两个重点产煤区,根据各企业煤矸石产排实际情况和当地地形地貌特征,重点突出煤矸石的生态化利用。经预处理或污染性检测分析达到相应质量要求的煤矸石可用于塌陷区治理、土地复垦、小流域治理、回填矿坑或井下等生态化利用项目。
受煤炭资源禀赋条件和洗选工艺影响,煤矿和洗选煤厂产出煤矸石成分不同,为保障生态化利用项目安全、可持续发展,避免影响当地生态系统安全,用于生态化利用项目的煤矸石必须满足下列质量要求:
(1)经固废属性类别鉴定,属于第Ⅰ类一般工业固体废物;
(2)水溶性盐总量小于2%,测定方法按照NY/T1121.16进行;
(3)重金属指标符合《土壤环境质量 农用地土壤污染风险管控标准(试行)》(GB15618-2018)中农用地土壤污染风险筛选值;
(4)不同利用途径对应的其他要求。
煤矿和洗选煤厂产出煤矸石不满足以上质量要求,需进行预处理,经检测分析确定达到要求后,方可进行生态化利用。
生态化利用项目的规划,旨在保护修复当地生态环境、提升资源利用效率、改善生态环境质量,坚持生态安全红线,项目的规划、选址、实施必须以生态安全为前提,根据项目区地形地貌和利用途径,严格落实以下选址要求:
(1)生态化利用项目的选址应符合环境保护法律法规及相关法定规划要求;
(2)生态化利用项目(除露天矿坑回填和井下充填)不得选在生态保护红线区域、永久基本农田集中区域和其他需要特别保护的区域内;
(3)生态化利用项目应避开江河、湖泊、水库最高水位线及划定河湖岸线以内滩地和岸坡,以及国家和地方长远规划中的水库等人工蓄水设施的淹没区和保护区之内;
(4)生态化利用项目选址涉及河沟的,应避开黄河一级支流和二级支流,尽量选择源头支沟;
(5)生态化利用项目应避免压覆矿产资源。
随着我旗煤炭资源大面积不断开采,部分地区煤炭资源呈现枯竭趋势并形成很多废弃的露天采坑。目前,全旗范围内拥有64座露天煤矿,随着露天煤矿开采的进行,露天矿坑数量和容积进一步扩大,露天矿坑的回填和治理需求很大。支持符合生态化利用质量要求的煤矸石、粉煤灰等煤系固废的集中充填、协同治理。
鼓励利用煤矸石生产的钾钙硅镁矿物肥、土壤改良剂、土壤隔水剂和土壤涵水基质等生态循环产品,用于煤矸石贮存场封场、露天采坑回填治理、采空区修复等领域,结合高标准农田、水土保持经济林、优质牧草地等建设要求,形成“煤矸石无害化回填与高标准生态建设”的规模化消纳模式。
对暂时没有煤矸石排放和利用途径的煤矿和洗选煤厂,支持企业经过旗生态环境分局认定后,率先开展煤矸石用于废弃露天矿坑、采空区无害化充填的项目试点,探索改造后为农田、水保经济林、牧草地等生态功能模块。
积极推动全旗采煤沉陷区治理工作,根据《采煤沉陷区综合治理专项管理办法(试行)》(发改[2016]2739号)要求,对存在采矿塌陷的井田,鼓励采用经预处理达到生态化利用质量要求后的煤矸石开展采煤沉陷区土地复垦、地灾治理、生态修复等综合治理,恢复和改善采煤沉陷区生态环境。
利用煤矸石治理后的采煤沉陷区应按照“宜耕则耕、宜水则水、宜林则林、宜游则游”的理念,本着“谁治理,谁受益”的原则;采煤沉陷区治理后形成的土地,按照经济效益好方式进行开发利用;对于不宜工业开发利用的土地,结合高标准农田、水土保持经济林、优质牧草地等建设要求,进行覆土绿化,恢复周边植被,打造高标准农田、林地、牧草地,改善沉陷区生态环境。
煤矸石井下充填是利用煤炭开采掘进和洗选过程产生的煤矸石,作为井下采空区的充填材料,主要充填形式为抛矸机抛矸充填、刮板输送机卸矸充填、风力抛矸充填、似膏体自流充填等。煤矸石井下充填既防止煤矸石堆存带来的占地和环境污染,又消除了采空区地质灾害,同时置换出煤炭资源,解决了水体下、建筑物下、铁路下“三下”开采的技术难题,可谓一举多得。
目前,煤矸石井下充填成本较高,但井下充填对于煤矸石的合理消纳量较大,充填技术具有极大的开发前景。旗政府应鼓励煤矸石井下充填低能耗技术开发,开展煤矸石充填置换“三下”压煤项目试点,综合考虑煤矸石排放环保税和置换煤销售税的征收,积极探索煤矸石充填置换煤的税收减免等相关优惠政策。
准格尔旗位于黄河流域丘陵地区,附近沟渠纵横、坡度较大,土壤水力侵蚀严重,极易发生水土流失。利用经过前端分级、脱碳脱硫处理后的煤矸石对荒渠、支沟进行填充,将较陡坡度改造为大面积的梯级平台,设置挡土墙、引水沟等辅助设施。梯级平台可改造为农田、水土保持林、牧草地等水土保育区,逐步形成人工强化的自然生态系统,实现当地区域自然生境改善、水源涵养、蓄水保土、减少下游河流泥沙淤积,减灾防灾。
根据运输距离和地形条件,选取无煤区、采空区等不影响后续煤炭开采的源头型荒渠和支沟,由政府统筹,企业实施,开展小流域综合治理。
结合国家相关土地、经济政策和绿色矿山建设,充分发挥生态化利用项目的价值,根据煤矿实际情况,打造煤矸石治理和农、林、牧、渔、旅等一种或多种并举的设施农业、经济林业、水体景观的环境综合整治产业样板;鼓励煤矿利用预处理达到相应质量要求后的煤矸石开展矿区山水林田湖草生态保护修复,提升矿区生态系统自我恢复能力,增强生态系统稳定性,促进矿区自然生态系统质量的整体改善和生态产品供应能力的全面增强。
统筹考虑准格尔旗当地的人口状况、居民生活,增强企业核心竞争力,实现准旗煤矸石生态化利用及综合开发利用产业健康有序发展。
以技术引进、项目落地为抓手,打通“产学研用”之间的有效通道。推进相关机构、 (略) 校等联合进行基础研究和新产品、新技术开发,相互转让先进适用技术、专利、商标、专有技术、技术设备,提升科技创新能力。
引导创新要素向企业集聚, (略) 校和科研机构来准旗设立研究室、实验室等,建立准旗矿山企业与研究所之间的紧密联系,进行课题合作、技术研发、中试试验。人才引进以服务企业为宗旨,鼓励准旗有条件的煤矿和综合利用企业设立博士后科研工作站、专项研究生高端实,围绕煤矸石资源综合开发利用产业发展构建创新链条;科技局应与孵化器充分结合,建立“孵化器+企业”、“孵化器+专家”、“孵化器+基金”的准格尔式煤矸石综合利用专业特色产业孵化机制。
为入孵企业提供免费(公共)的实验场地、基本办公设备;开展创业团队与煤矿企业一对一、一对多的实验、中试合作;设立专项扶持资金,用于支持入孵企业科技创新、成果转化工作;引入清华大学、 (略) 、山西 (略) 校的专家团队,对入孵企业进行技术指导、诊断。
孵化器通过全方位的优质服务降低企业的风险和成本,以促进科技成果转化和高新技术产业化、培养高值化企业和企业家为宗旨,为社会培养成功的科技企业和企业家, (略) 经济发展创造新的经济增长点,促进区域经济的更快发展。
依托具有较强竞争力的骨干企业,加强煤矸石综合利用及生态化治理技术研发,研究和制定相关工艺标准、规范及产品标准,打通煤矸石综合利用及生态化治理产品的标准瓶颈;围绕煤矸石的综合利用及生态化治理的管理技术、环境技术、产品规格等制定一系列标准和规范。积极为企业参与煤矸石综合利用及生态化治理行业标准、地方标准、团体标准制修订创造条件,逐步提高企业的标准制定能力,形 (略) 煤矸石综合利用及生态化治理产业标准体系。
组织相关管理、研发、应用等单位人员参加标准化培训,增强标准化意识,尽快形成“政府引导、企业为主、社会参与”的煤矸石综合利用及生态化治理标准化建设工作机制。健全煤矸石综合利用及生态化治理的标准体系和评价体系,强化标准实施和持续改进,完善准格尔旗煤矸石综合利用全产业链标准化管理体系。
根据本规划目标和任务,依托准格尔经济开发区和鄂尔多斯大路工业园区现有煤矸石综合利用项目和各煤矿已批准并开展的煤矸石土地复垦、塌陷区治理等生态化利用项目,结合各煤矿和洗选煤厂的实际情况,形成以煤矸石 “分散预处理、集中深加工、就近生态化利用”为导向的煤矸石利用产业布局,同时开展煤矸石综合利用产学研融合项目。
4.1 煤矸石分散预处理项目煤矸石成分复杂多变,主要由不同煤层的煤巷矸、选洗加工过程的洗选矸、地下矿的井巷矸和岩巷矸混合组成,煤矸石综合利用企业在资源化利用过程中必须先经过处理后才可利用,这不仅增加了企业经营成本,而且由于处理规模较小,设备技术水平较低,导致原料性质多变,影响产品质量,损害企业效益。
依托现有煤矿和洗选煤厂煤炭洗选加工能力,升级改造建设煤矸石预处理装置,同时设置预处理中心5座,将煤矸石进一步分类处理,为煤矸石综合利用企业提供专业化、标准化和稳定的原材料,实现资源的最大化利用。
预处理中心设置条件:周围50公里范围内各矿井、洗煤厂,年排矸石量超过100万吨。
技术原理及工艺流程图
根据原料组成及成分性质,通过筛分、破碎、跳汰洗煤等工序,可将原料分为砂石骨料、原煤、高岭土和土等成分,以便于后续资源化利用。
图4.1 煤矸石预处理中心工艺流程图
效益分析
以年预处理2000万吨煤矸石为例,建设投资约30000万元,可为后续资源化利用及生态修复提供1800万吨原料,年销售收入35000万元,实现利税5500万元人民币。
4.2 煤矸石集中深加工项目根据我旗东、西部煤矸石成分和开采条件差异,依托准格尔经济开发区和鄂尔多斯大路工业园区两个工业园区,针对东、西部区煤矸石开展不同类型的煤矸石分质分级利用项目。
表4-1 煤矸石集中深加工项目
序号 | 项目 名称 | 实施 地点 | 项目内容 | 矸石利用量(万吨/年) | 起止年限 |
1 | 煤矸石制备砂石骨料项目 | 全旗 | 煤矸石制备机制砂用于生产混凝土、路基料等 | 70 | 2021.01- 2022.12 |
2 | 煤矸石制备陶粒项目 | 全旗 | 煤矸石作为原料生产陶粒内部多孔,形态、成分较均一,且具一定强度和坚固性,因而具有质轻,耐腐蚀,抗冻,抗震和良好的隔绝性等多功能特点 | 20 | 2021.01- 2023.5 |
3 | 煤矸石制备陶瓷透水砖 | 东部 矿区 | 陶瓷透水 (略) 的重要组成部分 | 20 | 2022.01- 2024.10 |
4 | 煤矸石制备发泡陶瓷项目 | 东部 矿区 | 发泡陶瓷是一种新型无机绿色建材产品 | 40 | 2022.01- 2024.10 |
5 | 煤矸石制备高岭土 | 东部矿区 | 煅烧高岭土是一种非常重要的非金属矿产品,煤矸石制备高岭土,可有效代替一次资源,具有较好的经济和环保效益 | 50 | 2021.01- 2025.02 |
6 | 煤矸石似膏体自流充填技术项目 | 全旗 | 采用的充填骨料为破碎至合格粒度(5mm以下)的煤矸石,胶凝材料为普通硅酸盐水泥,管道输送性能改良剂为粉煤灰和高效减水剂。上述各料在搅拌桶中加水进行高速搅拌,形成质量浓度为50%左右的似膏体,沿充填钻孔和管道自流输送至充填采场(空区)进行充填。 | 100 | 2021.01- 2024.10 |
(1)项目简介
掘进矸经制砂设备处理后的煤矸石大小颗粒均匀,抗压、渗透性也比较好,完全可替代天然砂石用于当下严苛的建筑用砂作业中,所以在当下人工制砂工艺中有着较高的使用率。制得砂石骨料可用于生产混凝土、路基料、装配式建筑预制件等产品原料,随着国家严禁开山炸石政策实施, (略) 场需求旺盛,可大宗消纳矸石固废。
(2)技术工艺流程
为了更好地完成煤矸石制砂石骨料操作,需要配置一些辅助的制砂设备,例如:煤矸石粗碎机、二段粉碎机、制砂机、给料机、输送机等。具体工艺流程如下:
(1)粗破,将大块的煤矸石经振动给料机均匀的送入到粗碎颚破机内进行粗碎加工;
(2)细破,粗破后物料再经过反击式破碎机进行细碎加工;
(3)筛分、制砂,破碎后的煤矸石经胶带输送机送到圆振动筛进行筛选,满足制砂机进料要求的煤矸石送到制砂机中进行制砂处理,不满足要求的重新返回反击式破碎机再次破碎,制砂出来后的煤矸石经圆振动再次筛选,满足要求的细石经输送机送入到成品堆,不满足要求的再次进行加工,直到满足成品要求具体生产工艺流程见下图:
图4.2 主要工艺路线
此工艺工段产品是将煤矸石加工成混凝土、道路材料生产需用的骨料,因此产品性能指标参照标准GB/T14684—2001《建筑用砂》、GB/T14685-2001《建筑用卵石、碎石》、(GBT 25176-2010)《混凝土和砂浆用再生细骨料》及(GBT 25177-2010)《混凝土用再生粗骨料》的相关指标要求,见下表。
表4-2 细骨料的技术指标要求
检验项目 | 技术指标 |
筛分析(颗粒级配) | 见标准GB/T 14684—2001 |
细度模量 | 3.1~3.7 |
表观密度,kg/m3 | ≥2500 |
含泥量,% | ≤3.0 |
泥块含量,% | ≤1.0 |
压碎指标值,% | <20 |
表4-3 粗骨料性能指标
项目 | 技术指标 | ||
Ⅰ类 | Ⅱ类 | Ⅲ类 | |
筛分析(颗粒级配) | 见标准GB/T 14685—2001 | ||
堆积密度 kg/m3 | >1350 | ||
空隙率 % | <47 | ||
含泥量 % | <1.0 | <3.0 | <5 |
泥块含量 % | <0 | <1.0 | <2 |
坚固性 % | <5 | <8 | <12 |
压碎指标 % | <10 | <20 | <30 |
由于生产混凝土、道路材料所用骨料颗粒级配的差异较大,所以本工艺工段将产品规格设计为细骨料(5mm 以下)、粗骨料(5-15mm、15-31.5mm)。
(4)效益分析
年处理70万吨煤矸石,制备70万吨砂石骨料项目,总投资约4000万元人民币,占地约20亩,年产值约2800万元。
(1)项目简介
陶瓷透水砖是近 (略) 建设的重要组成部分,其产品具有强度高、透水性好、抗冻融性能好、防滑性能好、生态环保性能优良等特点, (略) 微气候、 (略) 洪水的形成。陶瓷透水砖是指利用陶瓷原料、煤矸石等固废经筛分选料,组织合理颗粒级配,添加结合剂后,经成型、烘干、高温烧结而形成的优质透水材料。特点如下:产品经过1150℃高温烧成,产品结合是由颗粒间物理成分熔融后冷却形成的结合,强度非常高,通常大于45兆帕,颗粒间孔隙大,结合是烧结结合,对于北方的冻融有良好的抗性,表面颗粒较粗,雨水渗透快,雨后和雪后不积水、不形成冰层,防滑效果最佳;陶瓷透水砖的孔隙率在20-30%。且其原料可重复利用,产 (略) 微气候、 (略) 洪水的形成,起到很强的支撑作用。又因其附加值较高,运输半径多大于500km。
(2)技术原理
泡沫玻璃生产技术是多种专利技术和成熟的高新技术的集成,在工业化生产中用煤矸石及废弃碎玻璃作为主要原料,添加少许矿物料及部分化学药品,经球机粉碎后,装入标准尺寸的耐热钢模具中(650×650×260 毫米),置入全自动控制的燃气明焰加热窑内发泡、退火。生产的泡沫玻璃达到了国际先进技术的产品标准。
1)破碎均化
煤矸石储存及粉磨:煤矸石由皮带机输送进厂后先送入颚式破碎机破碎至一定粒度,然后通过皮带机卸料小车堆料储存于矩形密闭堆棚。经破碎过的碎料与黏土进行复配,进入均化机进行均化。
2)造粒
混合料通过干混机预混后送入提升机进入分料仓。成球盘工作时,分料仓阀门自动打开,混合料分别通过计量装置,进入预加水双轴搅拌机,进入连续造球机,进行成球、整形。生球由带裙边的皮带机送至滚轴筛,不合格的生球返回到成球盘,进行再次成球,至合格为准,合格的生球进入生球仓。
3)压模
将均化后的颗粒料送入砌块成型机,进行压力成型,根据不同的场景需求可生产240×115×53、225×112.5×60、200×200×60、200×100×60等不同型号的透水砖、盲道砖等, (略) 场需求。
4)干燥
码好湿坯的窑车,由液压顶车机送入预干窑预干燥,再进入干燥室干燥。干燥热源来自辊道窑抽出的余热,干燥室内潮气排出方式为离心风机机械负压排潮(可通过管道上的压力计测量压力大小)。干燥好的坯车由干燥室出口拉引机拉出,将其送到摆渡车上。
经干燥窑干燥好的坯车,由摆渡车、液压顶车机送入辊道窑进行焙烧,将窑炉温度加热至1200℃左右,进行烧制,成品由半自动卸砖打包系统打包,叉车装车或转运到成品堆场。
(3)项目效益分析
经济效益:以年200万平陶瓷透水砖生产线为例,总投资约10800万元,生产成本7400万元,年销售总额可达22000万元。
(1)项目简介
陶粒是一种在回转窑中经发泡生产的轻骨料。它具有球状的外形,表面光滑而坚硬,内部呈蜂窝状。陶粒具有优异的性能,如密度低、筒压强度高、孔隙率高,软化系数高、抗冻性良好、抗碱集料反应性优异等。特别由于陶粒密度小(堆积密度一般为300~900kg/m3)、内部多孔,形态、成分较均一,且具一定强度和坚固性,因而具有质轻,耐腐蚀,抗冻,抗震和良好的隔绝性等多功能特点。以陶粒为骨料制作的混凝土密度为1100~1800kg/m3,抗压强度为30.5~40.0MPa,除此之外,陶粒还广泛应用于园艺、食品饮料、耐火保温材料、化工、石油等部门,应用领域越来越广,还在继续扩大。
项目利用煤矸石制备陶粒,通过科学配比、成核、成球、横辊筛分、烧结成型为陶粒,具有轻质、高强、比表面积大、耐火保温、吸水率低,化学稳定、抗渗防腐、吸声性好、热聚变性强等特点。
(2)生产线基本工艺
采用动态烧结陶粒生产线,整体系统布置合理、经济,采用螺旋输送法经过准确的计量(采用静态计量法),即原料仓下面分别有计量仓进行计量,分别由螺旋输送机输入到仓式泵内进行均化,通过气力输送进入下一个混合料仓即缓冲料仓,再进入卧式搅拌机,也就是供料系统由开始供料到搅拌全部是封闭式给料。进入下一步成球工艺,成球后进入摆动皮带机、辊式筛分机到烧成系统,采用负压除尘、余热回收工艺,达到了高效节能、无污染、无粉尘、无废水排放的清洁生产。
(3)产品性能指标
表4-4 水处理陶粒滤料性能指标
陶粒滤料性能检测 | ||||
序号 | 检测项目 | CJ/T229-2008 要求 | 结果 | 结论 |
1 | 破碎率与磨损量之和% | ≤6 | 2.22 | 合格 |
2 | 密度g/cm3 | 按需要 | 2.3 | 合格 |
3 | 表观密度g/cm3 | 按需要 | 1.93 | 合格 |
4 | 堆积密度g/cm3 | 按需要 | 1.08 | 合格 |
5 | 空隙率% | ≥40 | 44.04 | 合格 |
6 | 含泥量% | ≤1 | 0.36 | 合格 |
7 | 盐酸可溶率% | ≤2 | 1.8 | 合格 |
8 | 比表面积×104cm2/g | ≥0.5 | 2.1671 | 合格 |
9 | 粒径小于3mm的含量% | ≤5 | 1.25 | 合格 |
10 | 粒径大于5mm的含量% | ≤5 | 1.64 | 合格 |
11 | 有效粒径(d10)mm | - | 3.10 | 合格 |
12 | 均匀系数(k60)mm | - | 1.22 | 合格 |
13 | 不均匀系数(k80) | 1.1~1.6 | 1.38 | 合格 |
陶粒滤料,一般粒径为3~8mm,是一种新型的生物膜载体滤料,适用于各种形式的滤池滤罐。具有质轻,比表面积大、孔隙率高、机械强度高、耐冲耐磨损、耐低温、化学稳定性好、堆积密度适中、吸附能力强等特点,在实际运用上具有截污能力强、过滤周期长、挂膜效率高,过滤水头损失小等优点。由于陶粒近似球形,颗粒之间有架桥作用,中小、细微物质在此易絮凝,形成较大物质团易于沉淀过滤。与砂滤池比较,平均滤速高(20~25m/h),产水量大,过滤周期长,冲洗频率小,冲洗强度低。该生物滤料已用于包头万水泉污水处理厂,为国内首创。
表4-5 建筑陶粒性能指标
建筑陶粒性能指标 | ||||
序号 | 项目 | GB/T17431.1-2010 | 产品 | 结论 |
1 | 颗粒级配mm | 5~25mm | 5~20mm | 合格 |
2 | 堆积密度kg/m3 | ≤1200 | 1080 | 合格 |
3 | 表观密度kg/m3 | - | 1790 | 合格 |
4 | 筒压强度MPa | ≥6.5(堆>900) | 12.7 | 合格 |
5 | 强度标号MPa | - | (7d)44 | 合格 |
6 | (1h)吸水率% | ≤10(堆600-1200) | 9.1 | 合格 |
7 | 软化系数% | ≥0.8 | 0.97 | 合格 |
8 | 粒型系数 | ≤2.0 | 1.2 | 合格 |
9 | 硫化物及硫酸盐含量 | ≤1.0 | 0.3 | 合格 |
10 有害物质 | 含泥量% | ≤3.0(结构用混凝土≤2) | 0.8 | 合格 |
粘土块含量% | ≤1.0(结构用混凝土≤0.5) | 0.4 | 合格 | |
沸煮质量损失% | ≤5.0 | 1.7 | 合格 | |
烧失量% | ≤5.0 | 0.38 | 合格 | |
硫化物及硫酸盐含量(以SO3计) | ≤1.0 | 0.3 | 合格 | |
有机物含量 | 不深于标准色 | 合格 | 合格 | |
氯化物含量(以氯离子含量计) | ≤0.02 | |||
放射性 | GB6566-2010的规定 镭-226、杜-232、钾-40放射性比活度满足≤1.0 | |||
依据标准 | GB/T17431.1-2010轻集料及其试验方法 | |||
结论 | 陶粒检测项目均符合高强轻集料标准要求 |
该生产线生产的Φ5mm~Φ20mm陶粒产品,筒压强度指标高于GB/T17431.1标准规定的6.5MPa,最高可达12MPa,可作为轻质混凝土粗骨料,可配制LC40~LC70混凝土,与普通混凝土相比,可减轻自重20%~40%,导热系数可降低 50%,收缩及温度变形系数降低 40%~60%,特别适用于中高层工业及民用建筑结构、桥梁结构等,超强保温,减轻自重,明显减少基础载荷和钢筋使用量,使工程造价降低6%~10%。
(4)工艺流程
图4.3 煤矸石制备陶粒技术工艺流程图
(5)项目效益分析
本项目规划年利用煤矸石20万吨,项目总投资10000万元,陶粒销售收入可达5200万元,占地约20亩。
(6)环境社会效益
以一条20万立方米动态烧结陶粒生产线为例,与国内同类型陶粒生产线(回转窑)相比, (略) 电耗67%,节省热耗48%。以粉煤灰、煤矸石为原料,年可消纳23万吨固废,减少粉尘污染和对地下水的污染,同时为电厂节约85亩以上的处置土地和400万元以上的堆场场地维护费用。生产的陶粒产品可替代砂石和粘土等不可再生资源充当建筑粗骨料,可减少近20万立方米砂石的开采。该陶粒生产技术的开发和应用对生态和环境保护起到积极作用。
本项陶粒生产线技术和产品的推广应用,在解决大宗固废物污染的同时,充分利用煤矸石等固废资源,生产绿色环保、 (略) 场需求的利废产品,用于建筑节能、污水处理、改良土壤等领域。符合国家节能环保产业政策,可带动地区环保产业的协同发展;减少粉尘污染,改善空气质量,提高人民居住水平;可解决部分待业人员就业,减轻社会压力。该项技术和产品的推广应用对建设环境友好型、资源节约型社会具有积极的现实意义。
(7)市场前景预测
原材料来源均为固体废弃物,实现绿色设计、绿色生产、绿色产品的新兴产业。生产线设计现场考察该地的固废物种类,并根据物化指标和矿物组成,通过提前试验,配制最合理工艺,以保证采用当地固废物实现综合利用。
此生产线所生产陶粒产品可作为混凝土的轻质粗骨料,广泛应用在建筑、交通道路、码头、水下工程中,其中超强保温陶粒产品,可用于轻质高性能结构混凝土和特殊需求混凝土中;可作为生物 (略) 污水治理,工业废水回收,水源地初污染治理,湿地改造及空气净化和供水深度处理等;可用做无土栽培基质,用于农业、城市绿化、土壤改质、家庭养花等;可作为节能余热回收的热聚变、热交换材料—蓄热球,用于各类炉窑,余热回收及耐火材料; (略) 建设中替代石英砂、砾石、卵石等产品,真正实现固废物(尾矿、粉煤灰、煤矸石、污泥、建筑垃圾等)综合循环利用的产业化推广。
(1)项目简介
发泡陶瓷是一种新型无机绿色建材产品,具有热传导率低、防火阻燃、耐高温、变形系数小、性能稳定、安全稳固性好、耐老化、生态环保性好、与墙基层和抹面层的各种砂浆或涂料相容性好;吸水率低、隔音好、可与建筑物同寿命等优越的性能,更重要的是防火等级为A1级,克服有机保温材料怕明火,易老化的致命弱点,产品广泛适用于建筑外墙保温,隔墙板、防火隔离带,建筑自保温冷热桥处理和电力、环保、冷藏、园林温室、海洋浮岛、军工等诸多领域。
(2)项目关键技术及工艺路线
1)预处理
将煤矸石进行破碎,分别经颚式破碎机破碎至一定粒度与其它辅料、发泡剂进行混合。将混合后的原料经皮带输送至球磨机进行球磨处理,磨至200-400目。
2)烧结
将球磨至200-400目粒度的物料进行喷雾造粒,后经皮带输送至布料机进行布料,然后送至辊道窑进行烧结,成型。
3)切割出库
将辊道窑烧结后的陶瓷制品经皮带输送至料仓,自然冷却后,将产品进行刮平等处理,根据不同的定制规格进行切割,取样检验;检验合格后的产品即可包装送入成品库储存或者直接外售。
(3)工艺流程图
图4.4 煤矸石制备发泡陶瓷工艺流程图
(4)项目效益分析
以年产60万立方米发泡陶瓷生产线为例,项目总投资48300亿元,年产值为42000万元。
(5) (略) 场预期
住建部发布“十三五“建筑节能专项规划”要求,到2020年,城镇新建建筑执行不低于75%的建筑节能标准。城镇新建建筑95%达到建筑节能强制性标准的要求。2011年,国家住建部提出强制淘汰聚苯板等B级类易燃保温材料产品,要求必须在筑设计和施工中,使用A1级防火保温无机材料。然而我国大多数企业仍在生产B级类型有机保温材料,无法满足A1 (略) 场需求强劲。以目前我 (略) 场的需要量分析,年需求量至少将达到数千万t。发泡陶瓷新型复合墙体材料恰是首当其需的必选产品。
(1)项目简介
高岭土、云母、石英、超细碳酸钙并称为四大非金属矿。尤其高岭土和超细碳酸钙是一种极其重要的工业资源,市场形势较好。高岭土可用于造纸、陶瓷、橡胶、化工、涂料、机械和国防等几十个行业领域,目前用量最大的是造纸和陶瓷行业,占国内总消耗量的90%以上。从目前 (略) 场供需情况来看,高岭土的行情在较长时间内会持续看好。
我国高岭土行业基本处于“低进高出”的初级阶段,没有附加值高的新产品,不利于高岭土行业的良性发展,因此,高岭土产业必须尽快告别粗加工产品时代,加大深加工产品的开发力度。在设备上,要尽快的采用微粉磨和超细磨来提高产品的细度,在技术上要采用更加完善的磨粉生产线。 (略) 场上优质高岭土供不应求,特别是超细改性高岭土及吸附剂、分子筛、催化 (略) 场需求量较大。但国内的生产工艺和产品质量往往不能满足用户要求, (略) 场被美国、法国、澳大利亚、巴西等国的质优价高的进口高岭土产品占领。
(2)工艺原理
煤系高岭土由于与煤伴生,在生成过程中,有机质直接渗入高岭土,并在一定温压下,有机质逐渐转变成固定碳,存在与高岭土结晶间隙中,使煤系高岭土呈现灰黑色或灰白色。
因此,采用高温氧化煅烧等方法燃烧高岭土内的有机碳,来提高高岭土的白度,一般煤系高岭土经煅烧后白度大幅度提高,质量较好的矿石,白度可达90%以上。同时在煅烧过程中高岭岩羟基被脱除,造成一定的空隙结构,使活性增加,具备功能性材料的特性。
(3)工艺路线
图4. 5 煤矸石制备煅烧高岭土工艺流程图
(4)项目效益分析
年处理50万吨煤矸石制备高岭土项目,总投资约为25000万元人民币,年产值约30000元人民币,经济效益比较可观。
(1)项目简介
本技术所采用的充填骨料为破碎至合格粒度(5mm 以下)的煤矸石,胶凝材料为普通硅酸盐水泥,管道输送性能改良剂为粉煤灰和高效减水剂。上述各料在搅拌桶中加水进行高速搅拌,形成质量浓度为50%左右的似膏体,沿充填钻孔和管道自流输送至充填采场(空区)进行充填。
(2)关键技术
1)充填材料物化性能及优化配比组合试验。主要充填材料(煤矸石、掺和细粒料)物理力学性质及化学成分测定;煤矸石作为胶结充填骨料性能评价;似膏体充填(煤矸石、掺和细粒料、外加剂)配比室内实验;最优配比似膏体流变特性研究;似膏体形成过程与力学特性研究;似膏体硬化体微观结构的SEM 电镜分析。
2)似膏体制备工艺技术。充填物料输送、储存工艺与设施;充填物料混合、搅拌工艺;似膏体制备工艺流程及系统方案设计;似膏体制备主要设备选型。
3)管道输送特性及输送技术。煤歼石控制粒径确定;似膏体管输特性及主要技术参数研究(管径、流量、似膏体流动性、可塑性、稳定性等);似膏体管输水力计算;主要设备选型;输送管路设计
4)似膏体充填系统工业。试验采场选择;系统空载试验;系统工业试验;系统技术经济分析与评价
(3)工艺路线
煤矸石→皮带运输机→煤矸石堆场→电溜子→缓冲漏斗圆盘给料机→带式输送机核子秤→搅拌桶→井巷充填管路→充填采场
(4)项目效益分析
以充填能力达每小时110立方米充填系统为例,项目总投资1786万元,其经济效益可达3065万元/年。
(5)典型案例
该技术应用于 (略) ,技术系统每小时充填能力可达110 立方米,年消纳煤矸石共计20 万吨,完成以矸换煤产量18 万吨。采用仰斜填充开采方式,保证了100%的填充空间,密度达到96%以上。充填体凝固后进行压力测试,7天后达到0.6Mpa,14天后达到1.0-1.2Mpa,30天后达到1.5-2.1Mpa。解决了孙村煤矿煤矸石堆放难题,释放占地面积近200亩的煤矸石山,不仅回收当前价值达4000 万元的用地和解放城镇下1600kt的保安煤柱,而且彻底解决煤矸石地面堆放氧化、自燃、 (略) 区空气质量和相邻柴汶河水质造成的严重污染,有效限制岩层移动和地表下沉。
(6) (略) 场预期
由于我国煤矿普遍存在煤矸石处理压力和提高资源回收率的迫切要求,在研究成功的城镇下煤柱开采煤矸石似膏体管道自流充填技术具有广阔的推广应用价值。彻底解决煤矸石地面堆放氧化、自燃、扬尘对空气质量和水质造成的严重污染;有效限制岩层移动和地表下沉,保护地表地物;提出沿工作面倾斜方向,煤矸石非胶结干式充填构筑挡墙、煤矸石似膏体管道自流输送充填采场的综合充填工艺,不仅降低了成本,而且减少了新增煤矸石上山量,避免了新增煤矸石产生的新污染。
4.3 煤矸石生态化利用项目根据准格尔旗的实际情况,煤矸石主要生态化利用途径为以露天矿坑、采煤区塌陷区回填复垦、农田改造、水土保持林建设和矿区环境综合整治等,按照就近生态化利用原则,围绕煤矿和洗选煤厂规划布置煤矸石生态化利用项目。同时可以利用煤矸石分质分级产品制备腐殖土、有机肥、土壤改良剂、土壤隔水剂和涵水基质等生态循环产品。
表4-6 煤矸石生态化利用项目
序号 | 项目 名称 | 实施 地点 | 项目内容 | 矸石利用量(万吨/年) | 起止年限 |
1 | 煤矸石制备腐殖土、有机肥、土壤改良剂生产项目 | 预处理中心 | 利用预处理中心周边煤矿和洗选煤厂产生的煤矸石为原料生产腐殖土、有机肥、土壤改良剂。 | 50 | 2021.01- 2025.12 |
2 | 煤矸石脱硫脱碳、土壤隔水剂、涵水基质生产项目 | 煤矿、洗选煤厂、预处理中心 | 对煤矸石进行脱硫脱碳,经脱硫脱碳后的煤矸石用于生产土壤隔水剂、涵水基质 | 100 | 2021.01- 2025.12 |
3 | 煤矸石用于土地复垦项目 | 酸刺沟煤矿、唐家会煤矿、麻地梁煤矿、红树梁煤矿等煤矿 | 项目分区开展,利用煤矸石对开展土地复垦,依势应时种植果树、松树、灌木及宿根类植物,搭建生态环境修复屏障,实现绿化全覆盖,同时种植了紫花苜蓿、草苜蓿、松树等;玉米、蔬果、梨树、苹果树等。 | 1500 | 2021.01- 2025.12 |
4 | 煤矸石用于露天矿坑回填复垦(井工矿洗选煤矸石) | 准格尔召镇、纳日松镇、薛家湾镇 | 项目利用煤矸石作为填充材料规范回填露天矿坑,回填接近地面标高时,覆盖黄土及表土,进行植被复垦。 | 1000 | 2021.01- 2025.12 |
5 | 矿区环境综合整治项目 | 黑岱沟煤矿、哈乌素尔煤矿、黄玉川煤矿、大饭铺煤矿等大型煤矿 | 利用煤矿煤矸石打造煤矸石治理和农、林、渔、旅等多种并举的设施农业、经济林业、水体景观的环境综合整治项目。 | 800 | 2021.01- 2025.12 |
6 | 标准农田建设项目 | 薛家湾镇、龙口镇 | 煤矸石经过预处理后,在荒沟进行充填覆土,开展农业种植,建设高标准农田100亩/年,规划期满共建设500亩。 | 80 | 2021.01- 2025.10 |
7 | 水土保持经济林建设项目 | 薛家湾镇、龙口镇、纳日松镇等 | 煤矸石经过预处理后,在水土流失较为严重的荒沟进行充填覆土造林,造林面积2000亩/年,规划期满共建设10000亩水土保持林。 | 500 | 2021.01- 2025.12 |
8 | 小流域综合治理项目 | 薛家湾镇、龙口镇、纳日松镇、沙圪堵镇等 | 以小流域为单元,选取煤矿和洗选煤厂周边源头型荒渠和支沟,采用沟道治理与坡面治理结合,利用预处理后的煤矸石作为充填材料,在陡坡及沟道、梁峁顶及缓坡面采取穴状整地植苗造林,以水保乔木林和灌木林为主体,辅助种植沙棘、沙柳和柠条等植被。小流域治理面积1000亩/年,规划期满治理5000亩。 | 300 | 2021.01- 2025.12 |
项目简介
本技术立足于煤矸石中的主要成分的结构特点,从层状组分结构具备的溶胀能力、胶体化能力、离子交换能力、片层电化学性质等出发,结合颗粒团聚调控毛细效应技术、微囊技术等,形成可以根据土壤性质调变组分的多元复合肥生产新技术,使得煤矸石成为多元复合肥的载体和调节剂,成为植物生长过程的养分持续供给体,对农作物有显著的增根和助苗生长作用。
技术原理
该技术激活煤矸石中微量元素活性,活化其中的层状结构的物理化学活性,形成可授受多元营养性元素的微囊载体,成为铜、锰、钼、硼、锗、硒等活性多元微量元素的植物营养供给体。
生产工艺过程是利用双螺旋设备的强力搅拌和输送能力,在物料颗粒相互碰撞、翻滚、移动过程中,在不同的部位喷淋酸度调节溶液、元素补充体溶液、造粒介质等,过程紧凑,过程合理,先进而经济。
工艺路线图
图4.6 煤矸石制备土壤调理剂技术工艺路线图
项目效益分析
本项目的实施,年消耗50万吨的煤矸石,可直接消除土地占用量80亩以上,消除环境影响,能形成3亿元以上产值,利润6000万以上,解决400人以上的就业问题,培养40名以上技术人员,形成新的产业,改善土壤团粒结构,增加农作物微量元素营养,减少农药使用量,缓解农作物病害,带动地方农业科技的发展,促进农业种植的科学化,农产品品质和质量得以提高。
(略) 场预测
微肥发展作为我国农业产业化鼓励的新方向,符合国家新的发展要求,是农村城镇化、农业现代化、 (略) 民化的重要组成。与国家政治需要以及现代农业建设政策相吻合。
(略) (略) 场30%份额,产值超过1000亿人民币。而多元微肥作为我国肥料兴起的新方向,已经在调节土壤结构,营养植物组分,增强抗病能力,促进丰产等方面显示优势,消耗量预计将以每年10%以上的速度增加。
项目简介
在洗选煤厂尾端和规划煤矸石预处理中心设置煤矸石脱碳脱硫处理工艺(包含中低热值可燃物提取工艺、硫铁矿分选提取工艺)、土壤隔水剂和土壤涵水基质生产工艺等生态循环产品生产。
将煤矸石进行破碎和磨矿后再选,通过对煤矸石破碎粒度和磨制时长控制,得到不同粒径的煤矸石颗粒。本技术是通过煤矸石破碎成不同粒径的颗粒,通过多级分选形成细颗粒物料(≤0.5mm)、粗颗粒物料(0.5-5.0mm)。细颗粒粉状物料通过活化改性后疏水性较强,制备成为隔水剂,可代替黏土层和土工膜用于人工湖、农田隔水层防渗。粗颗粒粒状物料经过活化改性后亲水性较强,成为涵水基质材料可用于防治水土流失、地下水源涵养。
项目效益分析
本项目的实施,年消耗100万吨的煤矸石,可直接消除土地占用量150亩以上,消除环境影响,能形成1亿元以上产值,利润2000万以上,解决400人以上的就业问题,培养20名以上技术人员。
(略) 场预测
土壤隔水剂和涵水基质在干旱半干旱地区,可大规模用于自然水源涵养、人工湖修建、水源自给性微循环生态系统构建, (略) 政基础设施。
(1)项目简介
利用煤矸石进行露天矿坑、采煤沉陷区等的回填复垦,主要将露天矿坑和沉陷区周边的煤矿和洗选煤厂生产过程的煤矸石与黄土分层充填、分层覆土至设计高度后,将黄土和表土按复垦厚度要求及时覆土至矸石表面,最后进行植被绿化。具体工艺流程见图3.3-1。
(2)技术工艺
复垦实施过程中,采用“分层铺摊、分层碾压封闭”的复垦原则,逐层压实,压实度大于85%。矸石填充过程中,填充矸石层至5m进行夹层黄土覆盖,夹层黄土覆盖厚度为0.5m,达到设
图4.7 煤矸石用于土地复垦项目实施流程图
计标高,矸石顶部依次进行黄土和表土覆盖,覆盖厚度均为0.5m。顶部每成型50亩统一覆土。矸石填充过程中运输车辆将煤矸石运输进入复垦区,然后进入场内填充区。运输车填露天采坑作业时需在现场人员的指挥下运送到指定位置,有组织倾倒,倾倒每1m用推土机摊平。在整个填坑造地过程中必须随时进行场区道路的清扫及场区的洒水工作,使复垦作业正常运行,同时各项指标应达到复垦的要求。矸石从卸车平台倾斜后由推土机向下推,其推距控制在20m以内,并将矸石层分层摊铺,铺匀后用压实机进行4-6次压实。在每日填坑作业结束后对作业面洒水降尘。在雨季作业时,作业车不能进入作业面时,可采用钢板铺设路面卸车。复垦区矸石填充过程从项目一侧向另一侧推进,采用边推进、边压实、边覆土的工艺。
土地复垦工作主要是包括覆土复垦、挡水围梗、网格围梗施工等内容建设。复垦区最终顶部外边缘设挡水围梗,土地复垦顶部平台占地面积大,需结合畦田整地修筑网格围埂,将平台分割成30m×30m的条块。将平台产生的径流化整为零就地拦蓄,为植被恢复创造条件。平台网格围埂填筑土料为表土。形成网格后在其内种牧草、经济林或农作物等。
抚育养护实施阶段主要内容是将因露天开采或地表沉陷损毁的土地经过整理复垦为牧草地、林地或农田耕地,在复垦施工完成后,项目植被覆盖度最终不低于周边环境,因此在管护期中,达不到复垦率要求的,需要进行人工补植,直至植被覆盖度不低于周边环境。
(3)预期效益
目前,准格尔旗准格尔召镇和纳日松镇部分露天开采煤矿面临资源枯竭,部分枯竭露天采坑回填复垦不能达到开采前的地貌和标高,而且正在形成更多的枯竭露天采坑;大部分井工开采煤矿存在采煤沉陷区,治理需求较大。规划煤矸石用于露天矿坑、沉陷区等土地复垦项目,复垦完成后,预计每年新增复垦面积8000亩,消纳煤矸石量约为2500万吨/年。
(1)项目简介
准格尔旗属于属黄河流域、黄土高原丘陵沟壑区,自燃植被覆盖度较低,水土流失较为严重。在治理措施布局上,以小流域为单元,选取煤矿和洗选煤厂周边源头型荒渠和支沟,采用沟道治理与坡面治理结合,利用预处理后的煤矸石作为充填材料,在陡坡及沟道、梁峁顶及缓坡面采取穴状整地植苗造林,以水保乔木林和灌木林为主体,辅助种植沙棘、沙柳和柠条等植被。
(2)技术工艺
坡面水保林建设。在坡面通过水土保持工程整地措施营造乔木林,提高植被覆盖度,控制水土流失。造林技术措施:①整地,穴状整地,规格直径0.4m,深0.4m,用心土筑埂;②造林方法,春秋季人工植苗造林,油松全部用0.3-0.5m的苗木,在种植时要沾泥浆或点水,并分层填土踏实。
沟道灌木林建设。灌木林适应性强,在沟道的沟底和沟坡营造灌木林,可封沟护坡,防止沟道侵蚀。造林技术措施:①整地,块状整地,规格上口宽0.4m,长0.4m,宽0.4m,用心土筑埂;②造林方法,春秋两季造林,苗木植立坑中,分层覆土,踏实;③抚育管理:加强管护,每年进行一次病虫害的防治,以后每四至六年冬季平茬一次,分年隔行交替进行。
封育。项目区实行封育的有利条件是目前正在实行的禁牧或轮牧,推广舍饲养畜。对现有林草植被条件较好,具备自我恢复能力的地块,采取封育措施恢复植被。增设封禁网围栏、标志牌、宣传碑。
(3)预期效益
项目实施后,将给当地带来显著的效益,其包括经济效益、蓄水保土效益、社会效益和生态效益,同时提高流域的防洪能力,保护下游地区人民的财产和安全。项目实施后年保水能力可达20万m3,年保土拦沙能力可达2.8万t,复垦完成后,预计消纳煤矸石量约为800万吨/年,小流域治理面积1000亩/年,建设沿黄水保经济林2000亩/年。
(1)项目简介
本项目以标准农田建设为主,增加有效耕地面积和提高土地利用率为主要目的。主要过程是煤矸石充填沟壑,平田整地,配套灌溉设施,土壤改良,恢复农田等。
(2)技术工艺
通过利用煤矸石充填沟壑达到设计标高时,平整土地覆土,用单井灌溉控制面积划分田块,支管控制面积划分为条田,田块长为500-700m,宽为350-500m,以条田作为最基本的土地平整单元;新打机电井若干,配套水泵设施,输配水管均采用PVC-U管,采用以地埋形式铺设,铺设PVC管道,管道的埋深为100cm。土壤改良通过种植速生草本植物,加速腐殖质层的形成来提高土壤肥力,培植豆科植物是获得腐殖层的捷径,后期耕种时合理施肥,对化肥品种、营养组份配比、施肥时间、施肥方式、施肥量进行把控。修机耕路,以山石层为基础,路面采用砂石路面,最终为改造农田。
(3)预期效益
项目建设后,土地利用率显著提高,水源配套、田间灌溉设施完善,全部实现节水灌溉,耕地质量等别提高,达到当地较高等级,由原来的望天田整理为满足灌溉保证率农田,农业生产条件得到改善,抵御自然灾害能力加强,各项基础设施建设效益明显。规划期内,利用煤矸石改造农田100亩/年,消纳煤矸石量80万吨/年。
(1)项目简介
结合国家相关土地、经济政策和绿色矿山建设要求,充分发挥生态化利用场地的价值,根据煤矿实际情况,利用煤矸石打造农田、牧草场、果林、生态水体景观等,将矿区生态环境改造成兼具农、林、牧、渔、旅等设施农业、经济林业、水体景观的环境综合整治产业,形成山水林田湖草生态保护修复,提升矿区生态系统自我恢复能力,增强生态系统稳定性,促进矿区自然生态系统质量的整体改善和生态产品供应能力的全面增强。
(2)技术路线
项目以煤矿煤矸石和矿井水等废弃物综合利用、塌陷矿区综合治理、特色农牧业产业开发和煤炭产业绿色发展为基本目标,集成矿井水反渗透分离技术、塌陷区及露天矿坑煤矸石填充造田技术、采摘果蔬种植技术、矿井水打造人工景观与水产品养殖技术、人工草牧场培植与特色畜禽养殖技术等综合技术,打造煤炭矿区废弃物资源化利用和产业绿色发展样板,为绿色矿山建设和煤炭产业可持续发展提供全新方案。
①煤矸石填充塌陷区、露天矿坑和荒渠造田与景观建设技术
在煤矿塌陷区、露天矿坑和沟壑地质特征勘探的基础上,通过设计煤矸石分层填充、特定微生物菌剂和改良剂分层铺设添加,结合边坡稳定化工程、乡土物种选育利用、优质牧草种植、沙地特色景观设计、水稻田防渗膜铺设、沙化土壤改良等技术,构建塌陷区、露天矿坑和沟壑煤矸石填充人工草牧草场优化造田造景技术模式。
②采摘果蔬种植技术
利用煤矸石修复塌陷区及露天矿坑建造果蔬种植良田,在良田表层铺设保水层和涵水基质,底部设施隔水层防水渗漏、机械化施工技术,可以实现可持续性有机碳和有机氮保留储存,达到提高土壤肥力、提升地下水水位,实现果蔬种植良性循环。
③人工草牧场培植与特色畜禽养殖技术
利用煤矸石修复塌陷区和沟壑扩大现有天然草牧场面积,通过种植景观与饲草兼用的优良品种,再造“人草畜、水土气、微生物”协调发展的生态系统,并可实现持续性有机碳和有机氮保留储存实现沙化土壤改良,实现生态的可持续。
(3)预期效益
通过矿山环境综合整治项目的实施,形成山水林田湖草一体化生态修复,在取得经济效益的同时,构建矿区生态系统自我恢复能力,提升矿区自然生态系统质量和生态产品供应能力。规划期内,利用煤矸石打造矿山环境综合整治,消纳煤矸石量800万吨/年。
4.4 煤矸石利用产学研融合项目建设煤矸石利用产学研融合项目,主要方向有:
1)煤矸石利用产品和技术成果展示中心;
2)煤矸石工业陶瓷、土壤与地层生态修复等专项研究中心;
3)煤矸石利用技术成果转化中心、技术创新孵化器。
展示的主要煤矸石原料来自不同区域、不同开采地层的煤矸石和经过预处理后的煤矸石;展示的煤矸石综合利用产品包括煤矸石脱硫脱碳产品、高岭土、陶粒、微晶玻璃、耐火材料、耐磨材料、建筑砂石骨料、无机保温矿(岩)棉、陶瓷制品、土壤调理剂、矿物质肥、硫铁矿成分提取、装配式建筑、 (略) 系列制品等;展示各产品的技术路线图,技术简介展示,技术持有专家介绍、工艺技术动画等。
创新技术引领是煤矸石综合利用行业的特点,为突破制约煤矸石综合利用的技术瓶颈和产业化难题,准格尔旗应全面支持建设煤矸石综合利用技术工业陶瓷、土壤与地层生态修复等专项研究中心,引入全国顶级的煤矸石综合利用领域研究专家。
表4-7拟邀请煤矸石综合利用领域专家教授
姓名 | 所在单位及职务 | 研究方向 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
王研发技术予以奖励。 大力扶持旗内企业与煤矸石综合利用研究水平较高的高校、科研机构建立联合培养合作关系,构建联合人才培养模式;加强煤矸石综 (略) 场建设,大力引进国内外一流的人才中介服务机构。改革人事管理制度,制定有利于人才有序、合理流动的各项政策,形成开放、有序流动、人尽其才的用人机制。 5.2.2 资金保障政策按照《中央预算内投资生态文明建设专项管理暂行办法》,充分发挥专项资金引导作用。用好《资源综合利用产品和劳务增值税优惠目录》等减税降费政策,支持企业开展煤矸石资源综合利用第三方评价,依据评价结果,申报落实环境保护税免征、增值税和所得税减免等相关优惠政策。支持政府和社会资本共同设立准格尔旗煤矸石综合利用产业发展专项基金,采用股权、债权投资、有偿使用、融资担保等方式投资尾矿综合利用项目,基金 (略) 场转让、兼并认购、被投企业回购等方式实现退出。鼓励煤矸石综合利用企业通过绿色债券、资产证券化等多种方式实现融资,引导政策性融资担 (略) 场化原则,对中小微煤矸石综合利用企业融资性贷款提供担保支持。 5.2.3 产业保障政策对准格尔旗煤矸石综合利用及生态化治理过程中存在的问题进行分类梳理,建立问题清单整改台账,明确整改任务、整改时限和责任主体。以责任主体承诺制为主,建立诚信体系,对现存煤矸石堆场治理建立项目清单,实行挂账销号,动态管理,与利用项目进展情况进行对账,做到完成一项销号一项,不改不销。 结合准格尔旗煤矸石的产排特点和地方实际,制定煤矸石相关指标体系和管理办法,提出管理、鼓励和禁止的具体内容,杜绝小而散、无序堆存的负面影响,要求规划先行、布局合理、与主导产业发展相适应、链条衔接紧密,不产生二次污染。 5.3 加强技术创新支撑加强政产学研协同创新体系建设,依托准格尔经济开发区和国内知名煤矸石综合利用研究机构,组建准格尔旗煤矸石资源综合利用技术研发中心,提供技术研发、成果转化、专利设备转让、项目培育、人才引进、市场信息精准推送等综合服务。充分发挥企业创新主体作用,支持骨干 (略) 所合作建立联合创新中心、院士专家工作站、专项研究生实践基地,开展产品研发、中试试验合作, (略) 内 (略) 所尾矿综合开发与利 (略) 级以上科技奖项的评审。 5.4加强基础设施配套完善产业重点集中区域给排水、电力、燃气、通讯等各类管线设施,增强生产要素保障能力,优化提升交通路网,加强煤矸石产品仓储物流体系建设,创造良好的产业发展环境和平台。 准格尔经济开发区管理委员会,大路煤化工基地管理委员会,各苏木乡镇人民政府,各街道办事处,旗政府各部门,各直属单位,各大企业: 《 (略) 准格尔旗煤矸石综合利用及生态化治理产业发展规划》已经旗人民政府2021年第9次常务会议研究同意,现印发给你们,请结合实际,认真贯彻执行。 附件:《 (略) 准格尔旗煤矸石综合利用及生态化治理产业发展规划》(2020—2025) 准格尔旗人民政府办公室 2021年7月10日 (略) 准格尔旗煤矸石综合利用 及生态化治理产业发展规划 (2020-2025年) 准格尔旗人民政府 2021年7月 一、规划背景1.1 规划产业政策背景 准格尔旗作为我国重要的能源资源战略保障基地,是国民经济持续健康发展的重要支撑。推进煤系固废综合利用,促 (略) 可持续发展,是加快转变经济发展方式、实现全面建成小康社会奋斗目标的必然要求,也是促进区域协调发展、建设资源节约和环境友好型社会的必然要求。准格尔旗作为典型 (略) ,坚持以生态文明思想为指导,坚持不移走生态优先、绿色发展之路,加强生态环境治理和生态保护修复,切实助牢祖国北疆生态安全屏障。积极推进煤矸石生态治理和资源化综合利用是解决准格尔旗当地突出环境问题必由之路,符合社会主义生态文明观,也是建设“ (略) ” (略) 模式的重要抓手。 2020年4月29日,全国人大常委会修订通过并发布《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》,此次修订重点主要包含以下几点:(1)强化了固体废物综合利用,限制填埋处置。第十二条,县级以上地方人民政府应采取有效措施减少固体废物的产生量,促进固体废物的综合利用,最大限度降低固体废物填埋量;(2)提出全过程管理环节所有单位对造成的污染依法承担责任。第五条,固体废物污染环境防治坚持污染担责的原则。(3)增加了资源综合利用机制—与环保税法衔接;第三十四条, (略) 工业和信息化主管部门应 (略) 发展改革、生态环境等主管部门,定期发布工业固体废物综合利用技术、工艺、设备和产品导向目录,组织开展工业固体废物资源综合利用评价,推动工业固体废物综合利用;(4)同时强化了生产者的主体责任,强调固体废物产生者是固体废物治理的首要责任人,补充完善排污许可制度,新增多项罚则,最高罚款500万元。 2018年10月26日,第十三届全国人代会常务委员会第六次会议发布《中华人民共和国环境保护税法》(2018修正)明确了税收优惠政策:(1)企业在固体废物排放与处置上有相关纳税标准,如对粉煤灰、炉渣、煤矸石等固体废物排放征收5-25元/吨;(2)“纳税人综合利用的固体废物,符合国家和地方环境保护标准的”属于暂予免征环境保护税情形之一可免征环保税。 2018年12月29日, (略) 办公厅《关于印发“ (略) ”建设试点工作方案的通知》(国办发〔2018〕128号)指出:“ (略) ”旨在最终 (略) 固体废物产生量最小、资源化利用充分、处置安全的目标;通过全面实施工业绿色生产,推动大宗工业固体废物贮存处置总量趋零增长。准格尔旗煤矸石历史堆存量和年新增量较大,通过推动煤矸石综合利用产业发展,可有效解决矸石堆存导致的安全隐患和环境污染问题,顺应我国“ (略) ”建设的发展趋势。 2015年10月11日, (略) 办公厅发布《关于 (略) 建设的指导意见》(国办发〔2015〕75号)指出: (略) 建设,将70%的降雨就地消纳和利用。到2020年,城市建成区20%以上的面积达到目标要求;到2030年,城市建成区80%以上的面积达到目标要求。 2020年8月26日,自然资源部办公厅、财政部办公厅、生态环境部办公厅《关于印发<山水林田湖草生态保护修复工程指南(试行)>的通知》(自然资办发〔2020〕38号)指出:涉及乡村生态系统的保护修复,结合村庄整治、工矿废弃地治理,维护农田原有生境,保护生物多样性,将耕地、林地、草地整治与建设用地布局优化相结合,打造规模相对集中连片的耕地、草地、湿地、林地等生态系统复合格局。 2019年10月30日,发改委发布《产业结构调整指导目录(2019年本)》,其中鼓励类煤炭项目包括支持煤炭共伴生资源加工与综合利用,煤矸石、煤泥、洗中煤等低热值燃料综合利用,地面沉陷区治理、矿井水资源保护与利用,矿井采空区、建筑物下、铁路等基础设施下、水体下采用煤矸石等物质填充采煤技术开发与应用;环境保护与资源节约综合利用类项目包括支持矿山生态环境恢复工程,共生、伴生矿产资源综合利用技术及有价元素提取。 2019年9月18日,总书记“在黄河流域生态保护和高质量发展座谈会上的讲话”将黄河流域生态保护和高质量发展上升为国家战略;2020年5月22日,李克强总理第十三届全国人大三次会议上作《政府工作报告》提出:今年要加快落实区域发展战略,编制黄河流域生态保护和高质量发展规划纲要。生态环境部将围绕黄河干流及直流流域分布的矸石堆场、尾矿库、固废填埋场和污水排放口作为督察的重点对象。准格尔旗位于黄河中上段,区内有137座煤矿,年产生大量的煤矸石和矿井水,本规划旨在通过合理的项目布局,实现本区的煤系固废“物尽其用、生态处理”,同时广泛用于修复露天废弃矿坑、采空区治理和农林牧副渔产业协同发展,为推动黄河流域生态环境保护,改善地区居民生活环境意义重大。 2019年1月9日,国家发改委、工信部联合发布《关于推进大宗固体废弃物综合利用产业集聚发展的通知》(发改办环资〔2019〕44号)提出了:以“促进产业集聚,提高资源综合利用水平,推动资源综合利用产业高质量发展,拟开展大宗固体废弃物综合利用基地建设”的新思路。 (略) “十二五”期间被列为第一批国家工业资源综合利用基地,本地煤矸石等矿产资源丰富,通过推进煤矸石综合利用产业集聚式发展,不断提高和扩大煤矸石综合利用技术水平、应用规模和领域,提升综合利用产品品质和效益。 2018年5月9日,生态环境部围绕长江流域启动“打击固体废物环境违法行为专项行动”,即“清废行动”,清废行动取得了显著成果。与长江流域“化工围江”类似,煤炭开采及煤化工产业正在黄河流域高度集聚,有色金属冶炼及压延加工、化学品制造、炼焦、氮肥制造等资源消耗型、“两高”(高污染、高能耗)企业数量约占60%,且沿河集中分布,近年来突发环境事件时有发生。 2017年4月21日,国家发改委等十四部委联合印发《循环发展引领行动》指出:到2020年,主要资源产出率比2015年提高15%,主要废弃物循环利用率达到54.6%左右,一般工业固体废物综合利用率达到73%,资源循环利用产业产值达到3万亿元;以企业和行业为载体,建设50个工业资源综合利用产业基地,开展工业资源综合利用重大示范工程建设;推动煤矸石、煤矸石、粉煤灰、冶金渣、工业副产石膏、化工废渣、赤泥等大宗工业固废的综合利用,拓宽利用途径,提升利用水平。 2014年12月22日,国家发改委等十部门联合发布《煤矸石综合利用管理办法》指出:“新建(改扩建)煤矿及选煤厂应节约土地、防止环境污染,禁止建设永久性煤矸石堆放场(库)。确需建设临时性堆放场(库)的,其占地规模应当与煤炭生产和洗选加工能力相匹配,原则上占地规模按不超过3年储矸量设计,且必须有后续综合利用方案。煤矸石临时性堆放场(库)选址、设计、建设及运行管理应当符合《一般工业固体废物贮存、处置场污染控制标准》、《煤炭工程项目建设用地指标》等相关要求”。“煤矸石产生单位应对既有的煤矸石堆场(库)的安全和环保负责,应制定治理方案,明确整改期限,采取有效综合利用措施消纳煤矸石、消除矸石山;对确难以综合利用的,须采取安全环保措施,并进行无害化处置,按照矿山生态环境保护与恢复治理技术规范等要求进行煤矸石堆场的生态保护与修复,防治煤矸石自燃对大气及周边环境的污染,鼓励对煤矸石山进行植被绿化。” 近年来,为推动资源综合利用,国家财政部、税务总局等部门先后发布《资源综合利用企业所得税优惠目录(2008年版)》、《资源综合利用产品和劳务增值税优惠目录》(财税〔2015〕78号)、《财政部税务总局生态环境部关于环境保护税征收有关问题的通知》(财税〔2018〕23号)等文件,明确了对资源综合利用企业和产品分别实施所得税、增值税减免等优惠政策;纳税人对应税固体废物进行综合利用的,应当符合工业和信息化部制定的工业固体废物综合利用评价管理规范;给固废综合利用产业发展带来了双重助力,以效益引导企业重视综合利用,带动企业收益。 2021年7月1日,实施的《一般工业固体废物贮存和填埋污染控制标准》(GB18599-2020)中对于煤矸石的充填及回填利用污染控制要求:进入一般工业固废贮存场和填埋场的煤矸石,除经过固废类别鉴定外,还需满足水溶性盐总量指标要求;“煤矸石可在煤炭开采矿井、矿坑等采空区中充填或回填”;其他途径的充填或回填活动开展前应进行环境本底调查和环境风险评估,结束后应开展长期监测,监测频次至少每年1次;“历史堆存一般工业固废场地经评估确保环境风险可以接受时,可进行封场或土地复垦作业”。 2020年3月25日,内蒙古自治区人民政府办公厅发布的《关于印发坚决打赢污染防治攻坚战2020年重点工作任务责任分工方案的通知》(内政办发〔2020〕1号)中提出:“开展工业固体废物堆存场所环境整治评估,重点加强黄河流域工业固体废物的日常监管,建立部门和区域联防联控长效机制,消除环境安全隐患”,准格尔旗地区属于黄河流域,其历史遗留或服务期内的煤矸石堆存场所属于重点监管的整治评估工业固废堆存场所。 2017年5月31日,原内蒙古自治区经济和信息化委员会印发《内蒙古自治区煤炭工业转型发展行动计划(2017年-2020年)》明确指出煤炭开采引发的土地塌陷、煤矸石堆存等灾害和环境问题日益突出,环保压力较大,生态恢复和环境治理任务艰巨;提出了“资源综合利用和矿区环境保护。发电、建材利用煤矸石量逐年提高,2020年,新增煤矸石利用率达到40%以上,其余全部回填井下和复垦造田,地面不再形成新的永久性矸石山,历史遗留矸石山全部达标治理。露天矿排土场复垦绿化达到90%以上,井工采煤沉陷区治理率达到80%以上,矿区生态环境实现良性演替”的建设目标。“重点加强矿区生态环境治理,将重点在乌海、 (略) 小煤矿集中区推行煤矸石定点填埋,指定填埋地点并向社会公布。 (略) 综合治理,企业按实际排矸量出资。” 2020年7月23日,内蒙古自治区第十三届人代会常务委员会批准实施的《 (略) 绿色矿山建设管理条例》中第十四条要求:“煤炭开采企业应当制定煤矸石综合利用方案,并报当地生态环境、工业和信息化主管部门备案。鼓励煤炭开采企业或者其他综合利用单位采取井下充填、露天采坑回填、发电、生产建筑材料、制取化工产品、筑路、土地复垦等方式对煤矸石进行科学合理利用。新建、改扩建煤矿以及选煤厂禁止建设永久性煤矸石堆放场(库)。确需建设临时性堆放场(库)的,其占地规模、选址应当与煤炭生产和洗选加工能力相匹配。煤矸石临时性堆放场(库)选址、设计、建设以及运行管理,应当符合国家、自治区一般工业固体废物污染控制标准和要求。” 2017年11月27日, (略) 人民政府《关于印发煤炭工业发展十三五规划的通知》(鄂府发〔2017〕191号)中提出:切实提高煤炭伴生矿产资源的利用,“十三五”期末, (略) 煤矸石综合利用率达到80%以上;进一步加强环境保护和生态治理,重点整治采煤沉陷区、植被破坏等,采煤沉陷区治理率达到80%以上,土地复垦率达到90%以上。 2020年4月10日, (略) 农牧局发布《关于下达2020年农田建设任务的通知》(鄂农牧发〔2020〕98号)提出:为推 (略) 农牧业高质量发展,要确保完成2020年新增高标准农田28.76万亩,同步发展盐碱地5万亩,高效节水灌溉10万亩以上的目标;其中准格尔旗分配5000亩中央财政转移支付高标准农田建设任务。 以上政策的发布和实施,为准格尔旗发展煤矸石资源化利用和生态治理产业提供了政策支撑,明确了煤矸石资源综合利用产业的发展方向,促进煤矸石利用产业的规模化、高值化、绿色化、生态化应用。 1.2 编制依据(1)《中华人民共和国环境保护法》(2015年修订) (2)《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》(2020年修订) (3)《煤矸石综合利用管理办法》(2014年修订)》 (4)《中华人民共和国环境保护税法》(2018年修订) (5)《一般工业固体废物贮存和填埋污染控制标准》(GB 18599-2020) (6)《产业结构调整指导目录(2019年本)》 (7)《资源综合利用产品和劳务增值税优惠目录》(财税〔2015〕78号) (8)《关于推进大宗固体废弃物综合利用产业集聚发展的通知》(发改办环资〔2019〕44号) (9)《山水林田湖草生态保护修复工程指南(试行)》(2020年8月26日发布) (10)《关于印发“ (略) ”建设试点工作方案的通知》(国办发〔2018〕128号) (11) (略) 办公厅发布《关于 (略) 建设的指导意见》(国办发〔2015〕75号) (12)《内蒙古自治区煤炭工业转型发展行动计划(2017年-2020年)》(2017年5月31日印发) (13)《 (略) 绿色矿山建设管理条例》(2020年7月23日实施) (14)《关于印发煤炭工业发展十三五规划的通知》(鄂府发〔2017〕191号) (15)《关于下达2020年农田建设任务的通知》(鄂农牧发〔2020〕98号) (16)《 (略) 土地整治规划(2016-2020年)》 1.3准格尔旗煤矸石产出与利用现状1.3.1 准格尔旗煤矸石产生情况准格尔旗作 (略) ,全旗现已探明煤炭储量544亿吨,远景储量约1000亿吨以上;已探明含煤面积和远景含煤面积分别为2824平方公里和5724平方公里,分别约占全旗国土面积的37%和74%。全旗煤炭资源主要由东部准格尔煤田和西部东胜煤田两部分组成,具有分布广、储量大、煤质好、埋藏浅、煤层厚、低瓦斯、易开采等优点。 根据《2019年准格尔旗煤炭经济运行情况》,全旗共有137座煤矿,目前正常生产煤矿87座(其中井工煤矿47座,露天煤矿40座),6处灾害治理项目正在治理。2019年,全旗累计生产煤炭29763万吨,较去2018年同期(27648万吨)增加2115万吨,增长7.7%。根 (略) 固体废物污染环境防治信息公告,准格尔旗2019年煤矸石产生量约为3064万吨,其中掘进矸约497万吨,洗选矸石2567万吨,占全旗工业固体废物产生总量的比例为48.65%。 根据《2019年全国大、 (略) 固废污染防治年报》显示,鄂 (略) 固废7516.6万吨位居全国首位,主要固废品种有煤矸石、粉煤灰、炉渣等,其中准 (略) 产废最大的旗县,固废处置及综合利用压力较大。 表1-1重点矸石产生企业的处置方式
1.3.2 准格尔旗煤矸石综合利用情况煤矸石综合利用量和利用率显著提高,煤矸石大宗综合利用方式逐步具备规模化效应。2018年底, (略) 综合利用率66.07%。准格尔旗煤矸石重要的处置方式为土地复垦、采空塌陷区治理、露天采坑回填、低标准农田改造、井下充填、制备高岭土和建材产品等类型,全区有土地复垦项目数十个,煤矸石烧高岭土项目10余家,煤矸石制陶瓷系列产品企业14家,煤矸石电厂4家,年实现综合利用煤矸石超1500万吨,准格尔旗综合利用 (略) 平均水平。 1.4准格尔旗煤矸石主要处置方式目前最大规模的利用方式主要集中在塌陷区治理、土地复垦、矿坑回填等生态化利用方面,煤矸石选高岭石、生产莫来石和陶瓷原料企业规模仍就较小,2019年全旗生态化利用煤矸石量达1500多万吨。通过生态化利用,改变了煤矸石的无序化堆存面貌,减少了煤矸石自燃和土地占用现象,促进煤矿增产增效,是培育新的经济增长点的重要途径,初步形成经济效益、社会效益和环境效益的统一。 (1)土地复垦项目 准格尔旗煤矸石主要综合利用路径为土地复垦,约占煤矸石综合利用总量的70%,典型项目如力量煤矿大饭铺煤矿将矸石复垦项目进行充分开发,目前以种植黄元帅苹果、黑比偌葡萄等经济作物为主,成功延伸出煤矸石与农业耦合的生态产业链。 图1.1 苹果/葡萄种植园 伊泰京粤酸刺沟煤矿采取了多种利用途径相结合的模式来进行消纳,其中包含土地复垦、矸石发电、矿井充填等方式,同时利用煤矸石制有机生态植种土进行改性,种植了高粱、玉米、苜蓿、苹果等植物,在产业园内规划了垂钓区、餐饮区,形成煤矸石综合利用与生态旅游充分结合的示范项目。
图1.2 高粱/玉米等种植园 (2)煤矸石发电 由于准旗煤矸石中含有较高的热值,掺合中煤是极好的发电原料,目前准旗正积极推进煤矸石直燃发电技术项目落地,近年来分别建成投产2×300MW准能坑口矸石电厂、2×300MW大路煤矸石电厂、2×300MW京泰酸刺沟矸石电厂,在建2×660MW京泰酸刺沟矸石电厂二期工程等。矸石电厂的配置有效利用煤矸石中剩余的发热量,实现了煤矸石10~15%的减量化目标,但也产生了大量的粉煤灰和炉渣,目前准格尔旗粉煤灰和炉渣存量仅次于煤矸石,同样面临着极大的综合利用压力。
图1.3 煤矸石发电厂 (3)煤矸石制新兴材料 准格尔旗的煤矸石分为东胜煤田和准格尔煤田两大类,其中东部的煤矸石以高岭土系为主,高岭土含量较高,具备代替高岭土矿资源的属性,目前在准格尔旗经济开发区工业园区建有十余家陶瓷系列制品厂,以煤矸石为原料深加工生产新型建材、耐火材料、耐磨料、陶瓷材料、电子元器件等高附加值产品,由于准格尔旗高岭土资源丰富,已经吸引多家陶瓷生产企业入驻,未来具备形成新的经济增长极的潜力。
图1.4 陶瓷研发/制造区 (4)煤矸石多元化利用 近年来受国家大力推进绿色矿山建设,推广煤矸石治理,多家企业积极推动煤矸石治理与农、林、牧、渔、旅等多途径的生态化利用方式,打造煤矸石生态化利用和煤炭产业绿色发展样板,目前已形成:围绕全国最大露天煤矿—准能黑岱沟露天煤矿,建设国家级矿山公园,开展煤炭工业观光游。 1.5准格尔旗煤矸石处置主要存在问题(1)煤矸石利用率低、处置不规范,存在历史遗留问题 受煤炭资源禀赋条件和地区经济发展的影响,全旗煤矸石产量大,有效消纳途径有限。至2018年末,全旗煤矸石综合利用率仅为66.07%,煤矸石消纳缺口较大。由于煤矸石消纳量不足,导致部分煤矿或洗煤厂存在煤矸石处置项目未批先建先投、临时排矸场超量堆存,更有甚者违法倾倒、掩埋,形成较多的历史遗
图1.5 煤矸石处置状态 留矸石堆场,且部分历史遗留矸石场治理责任主体已灭失。矸石堆场整体缺乏合规、合理的运营维护措施,部分矸石堆存与处置不规范导致矸石场中煤矸石自燃、二氧化硫排放等问题,存在一定程度的环境污染和安全隐患。 (2)煤矸石源头减量不足,缺乏生态安全管理措施 因区域地质条件和成矿时代存在差异,东部准格尔煤田和西部东胜煤田中矿物成分及含量不同,其中东部矿区煤矸石中高岭土含量较高,属于煤系硬质高岭岩。但在煤矸石进行堆存、生态化利用前未进行有效筛选回收,部分可回收用于高岭土等材料制备的矿物随煤矸石一起进入生态化利用场地,不仅占用利用场地有效容量,还浪费了有价物质。 目前,部分煤矸石生态化利用项目未对煤矸石的重金属、有毒稀有元素、联苯类有机物等有毒有害成分和放射性进行及时检测和监控,部分地区煤矸石中有毒有害成分含量较高或浸出量超标、放射性超标,很难保障利用场地生态安全,为煤矸石的处置和利用埋下污染隐患。 (3)生态化利用产业链条不完整,跨行业政策融合度低 煤矸石的大宗利用主要是塌陷区治理、土地复垦回填、煤矸石山生态复垦及露天矿坑回填等生态化途径。目前全旗煤矸石消纳处理方式,未结合处置前煤矸石分质分级利用(如可燃物提取、腐殖质剥离、有机肥制造、高岭土筛选等)、复垦后的土地标准、复垦后栽种植被种类、流域内水体流失防治、生态环境修复、生态屏障构建等煤矸石生态化利用全产业链综合考虑。在煤矸石生态化利用过程中对各级政府的土地、水利、林业、牧草业、黄河流域等政策和要求(如矿山生态修复、高标准农田建设、沿黄生态廊道、黄河流域水土保持等)结合较低。 (4)煤矸石综合利用项目效益不佳 煤矸石资源综合利用可有效减少堆存占地、减少环境污染及安全隐患,具有良好的社会效益和生态环境效益。但目前全旗某些综合利用产品受地域、市场认知度影响,经济效益不高,投资回报率偏低。一些煤矸石生态治理和资源化综合利用项目存在初期投资大、短期见效慢、成本高、风险大等问题,致使企业陷入内部成本居高不下的经营发展困境,阻碍了煤矸石综合利用产业高质量发展。 (5)现有支持政策和激励机制有待进一步完善 目前,缺少对煤矸石综合利用和生态化治理的鼓励引导性政策、强制性要求和针对性奖惩措施,企业缺乏煤矸石综合利用的压力与动力;现有土地和财税政策支持力度不足,缺乏煤矸石生态化利用的税收优惠,尚未建立煤矸石资源化、生态化利用专项资金;部分地区还存在政策落实难、执行中有偏差等问题。 1.6合理规划煤矸石处置利用的必要性(1)京津冀及周边地区环境—经济一体化发展重大契机 京津冀地区重化工业集聚,固废产生强度高,综合利用潜力大,产业互补性强。根据《京津冀及周边地区工业资源综合利用产业协同转型提升计划(2020-2022年)》“到2022年,区域年综合利用工业固废量8亿吨,主要再生资源回收利用量达到1.5亿吨,产业总产值突破9000亿元,形成30个特色鲜明的产业集聚区,建设50个产业创新中心,培育100家创新型骨干企业”要求。近年来环京的非首都功能疏解和产业西迁,结合我旗产业结构特征和交通条件,具备可形成煤矸石生态化利用产业集聚区和产业创新中心,承接产业西移功能,建设煤矸石生态化利用示范基地,协同京津冀及周边地区完成大宗集聚、绿色高值、协同高效的资源循环利用产业发展新格局。 (2)建设自治区大宗工业固废综合利用和沿黄生态廊道的必然要求 根据《内蒙古自治区生态环境保护“十三五”规划》、《内蒙古自治区人民政府关于加快推进大宗工业固体废物综合利用的意见》,“积极推进煤矸石综合利用,在有大型煤炭企业的地区,加大煤矸石用于采空区回填、土地复垦、沉陷区治理的利用力度”。根据《内蒙古印发推动黄河流域生态保护和高质量发展2020年工作要点》中要求,建设绿色矿山、水土流失综合防治、山水林田湖草生态保护修复试点工程,抓好生态保护修复。准格尔旗为稳步推进沿黄生态廊道等重大生态项目建设,计划完成林业生态和水土流失综合治理20.5万亩推动黄河流域生态保护建设。 (3)落实工业资源综合利用基地建设的必要手段 2011年2月国家工信部 (略) 被列为首批全国工业固体废物综合利用试点地区,2016年9 (略) 经国家工信部验收后被列为工业资源综合利用示范基地名单(第一批)。根据《 (略) 工业固体废物综合利用基地建设实施方案》和自评估报告中要求“到2015年实现工业固废综合利用量5092万吨,综合利用率85%,其中煤矸石82%”。由于全旗煤矿产能提升较快,煤矸石产生量增速较快,但综合利用率偏低,仅有66.07%, (略) 工业固体废物综合利用基地建设目标存在较大差距。煤矸石的生态化利用是煤矸石综合利用最有效的途径,能够集中化、规模化消纳每年大量新增的煤矸石。 (4)落实煤炭工业转型计划,助推 (略) 转型、经济结构性调整的重要抓手 根据《内蒙古自治区煤炭工业转型发展行动计划(2017年-2020年)》将乌海和鄂尔多斯作为加强矿区生态环境治理的重点,推行小煤矿 (略) 综合治理,推行煤矸石定点填埋、处置。实现露天矿排土场复垦、井工采煤沉陷区治理,矿区生态环境实现良性演替”的建设目标。准格尔旗开展煤矸石生态修复治理工作,将加快落实自治区相关规划的要求,遏制、改善煤矸石乱堆乱放现象,引导和规范煤矸石堆场的生态修复,建立煤矸石环境污染治理长效机制,积极探索适合准格尔旗的煤矸石综合利用产业发展路径。 二、规划目标2.1 总体思想 以新时代中国特色社会主义思想和系列重要讲话精神为指导,全面贯彻落实党的十九大和十九届二中、三中、四中、五中全会精神,统筹推进“五位一体”总体布局,协调推进“四个全面”战略布局,深入贯彻落实生态文明思想和生态安全部署,坚持绿水青山就是金山银山的绿色发展理念,以黄河流域高质量发展为主线,坚持“减量化、无害化、资源化”原则,以全旗煤炭工业经济可持续发展和推进生态文明建设为目标,努力形成“政府引导、企业主导、因地制宜、分类施策、重点突破”的煤矸石综合利用及生态化治理新局面,打造绿色循环产业的重要支柱和新的经济增长极,坚定不移走生态优先、绿色发展的新道路。 2.2 基本原则坚持生态优先、绿色发展的基本导向,践行“两山理论”。坚持“减量化、无害化、资源化”原则,坚持“在保护中开发、在开发中保护”,建立生态环保、绿色发展的煤矿经济发展新模式,实现矿产资源开发与矿山地质环境保护的有机统一,促进矿山的青山绿水建设、黄河流域生态保护和高质量发展。 2.2.1 坚持源头减量化和分类资源化重视煤矸石源头减量和前端分类,建设“50公里100万吨”煤矸石预处理中心,鼓励煤矿和洗选煤厂增设煤矸石预处理装置。减少煤矸石的净产生量,充分利用固体废弃物的一次资源替代性,减少高岭土、硫铁矿、天然砂石等自然资源的开发,改善矿区生态环境,降低环境污染风险。坚持节能减排,推广煤炭行业清洁生产技术,建立全过程清洁化生产机制,促进煤矸石、煤泥、粉煤灰等综合性资源化利用,提升分级分质资源化利用效率,使煤炭生产过程中固体废弃物达到零排放。 2.2.2 坚持政府引领和市场主导加强政府在体制机制及产业布局等方面的引导作用,规范煤矸石综合利用产业健康发展。充分激发企业活力和创造力,实现规划项目的集聚效应。充分发挥 (略) 场属性,使煤矸石生态化利用成为企业降成本、提效益、持续发展的内生动力。 2.2.3 坚持全面推进和重点突出全面推进煤矸石综合利用与生态化治理产业,科学定位产业发展重点。紧抓示范基地培育和大型企业规模化利用项目建设,重点推进“规模化、高标准、绿色循环”生态化利用项目;同时促进伴生高岭土、硫铁矿等资源回收和深度开发利用,积极引入陶瓷、耐磨、耐火材料等企业,围绕煤矸石综合利用,形成规模化生态治理与高值化综合利用的产业发展新路径。 2.2.4 坚持分区集中和规模化发展根据准格尔旗东、西部区煤炭资源禀赋和开采集中程度,从布局合理化、建设规模化、处理集中化入手开展煤矸石预处理中心和生态化利用建设工作,充分利用煤矸石中的有价组分,延伸煤矸石综合利用产业链条。 2.2.5 坚持生态化与资源化并重结合准格尔旗的经济发展、自然条件等现实情况,采取“因地制宜、分类施策、多举并重”的思路,充分利用生态化充填、土地复垦、生态修复等大规模消纳手段,大力支持煤矸石预处理、有价组分回收等减量化措施,坚持培育煤矸石-陶瓷原料-陶瓷-新材料的高附加值资源化路径。 2.3 规划目标经统筹规划,“十四五”规划期间主要完成以下目标: (1)现存煤矸石堆场治理——到2021年6月底,摸清现存煤矸石堆场底数,完成现存煤矸石堆场安全环境风险评估,分类制定整改措施;到2022年底,全部完成服务期满煤矸石堆场的生态恢复治理;规划期内,逐步完成现存煤矸石堆场生态恢复治理验收,建立后期跟踪监测和管护制度体系。 (2)新增煤矸石综合利用——新增煤矸石综合利用率达到80%以上,其中生态化利用率达到50%以上,逐步加强煤矸石回填井下和露天采坑等利用方式。 (3)煤矸石利用产业布局形成——初步形成煤矸石分散预处理、集中深加工、就近生态化利用等煤矸石利用产业布局,建设预处理中心5个,基本构建煤矸石规模化、高值化、生态化利用产业链条,煤矸石综合利用总投资10亿元,产业综合产值超20亿元,形成良好的产业发展趋势。 (4)煤矸石利用生态效益初见成效——通过煤矸石生态化利用项目,打造高标准农田500亩以上,协同小流域治理、水土保持林等水土保持综合治理面积15000亩以上。
图2.1 准格尔旗煤矸石综合利用及生态化治理统筹规划布局图 三、主要任务3.1 开展现状调查,规范煤矸石存运管理工作 3.1.1 开展现状排查、建设智能化监管系统成立煤矸石现状排查小组,开展全旗煤矸石产生、堆存、利用和处置的现状摸底排查行动,对旗域内煤矿和洗煤厂开展煤矸石倾倒、处置现状排查统计工作,全面细致掌握辖区内具体情况,作为后续开展综合治理与生态化利用工作的基础依据。统计信息应包含煤矸石产出概况(包含煤矸石产生量、结构及成分等)、现有煤矸石利用状况(包含利用途径、利用企业、利用量等)、煤矸石堆存情况(运输途径及负责单位、堆场负责单位、堆场位置、堆场设计及使用情况、年堆存量、堆存煤矸石主要成分等)和闭矿煤矸石堆场情况(历史堆存量、安全设施现状、生态修复情况、维护单位)等。通过排查行动,实现对全旗范围的煤矸石产生、堆存、利用和处置等相关情况的全面了解。 逐步建设煤矸石可视化动态智能监控系统,在煤炭企业、洗煤厂等煤矸石产生地、主要运输公路路口和煤矸石堆场、煤矸石综合利用企业等位置安装监控设施,实现对旗域内的煤矸石“产、运、排、堆、用”的实时监控,掌握各企业的煤矸石产生、运输、堆存和利用情况,从而对全旗煤矸石的综合利用和堆积情况实现实时清晰的掌握。依靠可视化动态智能监控系统,不仅能有效解决煤矸石乱排乱堆问题,而且有助于开展煤矸石综合利用工作。 完善煤矸石信息基础数据库建设,以煤矸石“产、运、堆、用”数据、生态化治理及综合利用项目相关数据为基础,逐步构建全旗煤矸石综合利用信息化管理平台。借助移动互联网、物联网等技术,拓宽数据获取渠道,实现数据动态更新。加快数据共享,编制资源共享目录,依据各部门行政职能设置共享权限和方式,充分发挥煤矸石资源大数据在污染防治、产业规划、土地利用、工业生产中的作用。 3.1.2 规范煤矸石运排、堆存行为了解相关企业煤矸石排放运输途径,规范煤矸石运输行为,明确运输责任主体;采取车辆运输的,可采用企业自运、第三方企业或双方联合的方式运输;建议洗选煤厂采取第三方企业集中运输的方式处理,政府负责监管,洗选煤厂承担运输处置费用;全程监控煤矸石的运输,确保煤矸石运送至指定堆存位置,严禁私自处理;运输煤矸石的车辆设备,应采取密闭或者其他措施防止物料遗撒造成扬尘污染,并按照规定路线行驶,装卸物料应当采取密闭或者喷淋等方式防治扬尘污染。 对于无合法煤矸石堆存处置途径、有外运处置需求的煤矿和洗选煤厂,产出的煤矸石应采取“六个统一”:即统一申请、统一运输、统一堆存、统一利用、统一处置、统一验收。根据煤炭聚集区煤矿类型及分布情况,采用政府引导、市场运作模式,将煤矸石集中运至划定的煤矸石生态化利用场地或深加工处理中心进行统一处理;加大巡查力度,严格监管,从严处罚私自违规处置煤矸石企业,杜绝煤矸石乱倒乱排、污染环境的行为发生。 新建、改扩建煤矿以及选煤厂禁止建设永久性煤矸石堆放场(库)。确需建设临时性堆放场(库)的,其占地规模、选址应当与煤炭生产和洗选加工能力相匹配,原则上占地规模按不超过3年储矸量设计,且必须有后续综合利用方案。煤矸石临时性堆放场(库)选址、设计、建设以及运行管理,应当符合国家、自治区一般工业固体废物污染控制标准和要求。 3.2 坚持生态优先,推进现存煤矸石堆场整治3.2.1厘清责任主体,完善现存煤矸石处置项目相关手续核实全旗范围内现存煤矸石治理项目(含堆场和临时堆场)的用地、环保、安全等相关审批手续是否完善,根据审批手续完善情况和责任主体性质,分类实施堆场整治。 责任主体明确的煤矸石治理项目(含堆场和临时堆场):相关审批手续完善的煤矸石堆场,可开展安全环境风险评估及生态恢复治理;缺少相关审批手续的,实施惩罚性措施并补办所缺审批手续后,方可开展安全环境风险评估及生态恢复治理。 历史遗留、责任主体不明确的煤矸石堆场:由旗政府成立专项小组,追溯堆场责任主体;责任主体灭失的煤矸石堆场,由旗政府开展安全环境风险评估、封场及生态恢复治理。 3.2.2开展现存煤矸石堆场安全环境风险评估根据全旗范围内现存煤矸石堆场的现状排查情况,通过资料收集、现场踏勘、工程勘查等综合方法,开展调查工作,明确煤矸石堆场的范围、特征、堆存状态、已采取措施的有效性及对环境造成的影响等。分析评估现存煤矸石堆场的自燃倾向性、安全稳定性(场地稳定性、堆体边坡稳定性、防洪排水可行性等)、场地适宜性。按照评估结果,分类制定整改措施:经评估具有自燃倾向性的堆场,应按照自燃煤矸石堆场开展无害化治理与生态恢复;经评估具有安全稳定隐患的堆场,应制定堆场安全稳定整治方案,针对不同隐患采取相应治理措施;经评估场地不适宜的煤矸石堆场,应实施煤矸石异地处置。 开展煤矸石堆场及周边土壤污染状况、地下水污染和大气状况的摸底调查和风险筛查;并在堆场周围设置土壤环境质量监测点位,定期开展环境质量监测,相关数据及时上传至煤矸石信息基础数据库;存在地下水污染情况的煤矸石堆场,应建设防渗工程和渗滤液处理设备,根据情况在堆场和周边设置地下水质监控井。 到2021年12月31日,完成现存煤矸石堆场环境风险评估,分类制定整改措施。 3.2.3推进现存煤矸石堆场生态恢复治理经评估,对已自燃、有自燃倾向或安全稳定隐患的煤矸石堆场或煤矸石复垦利用项目,相关责任主体单位首先制定科学的煤矸石自燃灭火和规范化处置治理方案,开展治理工作,保证煤矸石堆场自燃灭火、安全稳定和环境污染隐患消除。 对无安全环境风险和经过规范化处置消除风险的煤矸石堆场,按照《矿山生态环境保护与恢复治理技术规范》要求进行生态恢复治理,植被恢复宜林则林、宜草则草、草灌优先,恢复后的植被覆盖率不低于当地土地植被覆盖率,植被类型要与原有类型相似、与周边自然景观协调。 现存煤矸石堆场在实现生态恢复治理并稳定运营三年后,交还原土地权属人、集体或政府,按照生态恢复的植被生境和生态系统,计入相应的土地利用类型。 到2022年底,全部完成服务期满煤矸石堆场的封场和生态恢复治理;规划期内,逐步完成现存煤矸石堆场生态恢复治理验收,建立后期跟踪监测和管护制度体系。 3.3 优化产业布局,构建煤矸石产业循环发展链条根据准旗煤矿和洗选煤厂分布情况,充分利用和升级现有洗选煤资源,对煤矸石进行预处理。鼓励煤矿和洗选煤厂在厂区内增设煤矸石分级分质预处理装置,并布设5个预处理中心,对煤矸石进行有价组分回收、脱硫脱碳等预处理,保障资源充分回收和预处理后煤矸石达到生态化利用项目的原料质量要求。 煤矸石预处理中心的选址,应优先利用现有洗选煤厂或已经、即将开采结束的露天矿的工业用地,选址应避免压覆矿产资源,应与当地国土空间规划相符。结合煤矿和洗选煤厂现有洗选能力,通过合理规划选址,形成煤矸石预处理运距50公里范围就近处理,单个预处理中心建设规模达到100万吨/年。 对于经预处理回收的煤矸石有价组分,依托鄂尔多斯大路工业园区和准格尔经济开发区,开展煤矸石有价组分高附加值规模化深加工,形成以煤系高岭土深加工、煤矸石制备绿色建材产品、煤矸石制备生态循环产品等产业链为核心的煤矸石集中深加工产业。对于经预处理达到生态化利用项目的原料质量要求的煤矸石,结合露天采坑回填、井下充填、采空塌陷区回填、土地复垦、小流域治理、高标准农田建设等方式,经合理选址就近开展生态化利用。 经合理布局,形成煤矸石分散预处理、集中深加工、就近生态化利用等煤矸石利用产业布局,构建出煤矸石规模化、高值化、生态化综合利用产业链条。
图3.1 准格尔旗煤矸石综合利用产业空间布局示意图 3.4 推进分级利用,实现集聚式发展 坚持科学发展观,依据循环经济原则,统筹规划,加深产业纵向延伸和横向联合,构建煤矸石循环利用产业链,提高煤矸石分级分质预处理和综合利用率,实现煤矸石循环利用。在规划末期,实现新增煤矸石不落地,促进实现煤炭行业绿色循环、低碳生产的建设目标。 3.4.1 有序推进资源回收,提取有价组分根据矿区煤炭资源赋存条件,准格尔旗煤矸石属于非典型煤系高岭岩,主要化学成分是SiO2、Al2O3和C,还有TiO2、Fe2O3、CaO、Na2O、K2O等化合物。相比于其化学组成,煤矸石的矿物组成非常复杂,常见的矿物主要有高岭土矿物、砂岩、碳酸盐矿物以及硫铁矿物等。煤矸石中硫和碳含量高是导致煤矸石自燃、排放二氧化硫等有害气体的直接原因。对煤矸石中可回收有价组分的提取和资源化处理,是增加煤矸石综合利用价值、防治煤矸石自燃和有害气体排放的重要手段。例如:低发热量的碳质经提取可形成中高发热量的煤炭;高岭土矿物可筛选提纯高岭土;砂岩和石英岩可加工生产作建材;硫铁矿成分经筛选后可用于含硫和铁的化学原料的生产;煤矸石中K、Ca、Si、Mg等元素是植物生长必须的营养元素,可制成矿物质肥或土壤改良剂等生态循环产品。 采取因地制宜、分类施策,在煤矿和洗选煤厂区内增设煤矸石分级分质预处理装置,对煤矸石进行精细分级、资源回收,为后续深加工利用和生态治理企业提供专业化、标准化和高质量的原材料;经过有价组分回收、脱硫脱碳处理的煤矸石可用于采煤沉陷区治理、回填露天煤矿矿坑、荒渠治理等生态化利用途径,最终达到复垦绿化、改造农田和改善水土流失防治等效果。 通过试点先行、逐步推进,在条件较好的煤矿和洗选煤厂先行开展煤矸石的有价组分回收、脱硫脱碳处理试点,逐步覆盖全部煤矿和洗选煤厂。 3.4.2 强化深加工,构建产业循环链条完善升级高岭土产业链。准格尔旗东部煤矸石中中高品质高岭土含量10~20%左右,中低品质高岭土含量达50%以上。高岭土用途广泛、产品附加值高,为充分发挥全旗煤系高岭土资源优势。首先,加快煤系高岭土新型煅烧工艺开发与关键设备产业化,重点突破中低品质高岭土资源化利用技术,建设处理规模大、技术含量高的煅烧高岭土项目,实现准旗大量中品质甚至低品质高岭土煤矸石资源化利用;同时加快提升技术标准和制定新产品标准,重点攻克超白、改性等煅烧高岭土深加工关键技术;其次,积极开发高岭土深加工产品,着力提升高档高岭土品质,实现煤系高岭土多元化、精细化深加工,重点开发医用超细煅烧高岭土、玻璃纤维用煅烧高岭土、催化剂用煅烧高岭土、线缆用高岭土添加剂、油漆涂料用高岭土等产品;最后,引进建设利用各类煅烧高岭土的产品项目,包括各类电缆、涂料、橡胶、塑料、医药、催化剂等产品,构建准旗高岭土产品产业群,最终实现准旗煤矸石的高值化利用。 建设煤矸石绿色建材产品产业链。生产建材产品是实现规模化利用高岭土的主要方式之一,准旗应积极引进陶瓷透水砖、路基材料、陶粒、保温材料等建材产品。充分调度铁路闲置运力,实现产品可通过铁路辐射 (略) 场,同时地方政府在采购过程中应优先考虑符合标准的煤矸石综合利用产品,包括准旗生态文化旅游产业项目、准旗内公路改造建设工程和铁路建设工程、特色小镇项目、美丽乡村、精准扶贫、河道冶理、危房改造、保障性住房、大型公共建筑、农田水利工程、水库建设工程、防洪保安工程等项目,要优先选用符合技术质量要求的煤矸石新型建材产品,煤矸石综合 (略) 场,实现煤矸石的规模化利用。 建设煤矸石生态循环产品产业链。煤矸石的生态循环产业是将源自地层岩石矿物的煤矸石,经无害化加工、高值化利用后回到地层土壤、岩层等,实现地层矿物质的人工强化循环。煤矸石通过脱碳脱硫处理,脱出的中低热值可燃物和硫铁矿成分作为其他产品生产的燃料和原料,脱碳脱硫后的煤矸石用于生产钾钙硅镁矿物肥、土壤改良剂、土壤隔水剂和土壤涵水基质等生态循环产品,最终回到地层。政府应积极引进技术水平高、处理规模大的煤矸石生态循环产品制造企业,并优先打造生态循环产品旗域“内循环”,实现就地就近消纳,还可通过当地便捷运输优势将生态循环产品辐射临近旗县、呼包鄂、京津冀等地区,实现煤矸石的资源化利用与当地土壤改良、农田改造、水土保持与涵养等有机结合。 通过以上方式完善准旗煤矸石综合利用产业链,拉长做大、增加产品种类, (略) 场,提升煤矸石综合利用效率,实现煤矸石的最大化利用。 3.4.3 推动产业转型升级紧紧抓住国家布局“一带一路”、“内循环”、京津冀协同发展、“呼包鄂榆”协同发展、黄河流域高质量发展等重大机遇,充分发挥准旗区位交通优势,以煤矸石自有属性优势作为突破口,不断完善、延长煤矸石利用产业链,培育优势骨干企业,营造良好的产业投资发展氛围,带动准旗煤矸石综合利用产业快速发展。同时形成竞争优势,逐步淘汰落后产能,迫使企业升级改造装备,调整产业结构,发展科技含量高、市场前景好产业,提升产品附加值, (略) 场竞争力,以高值化利用、规模化消纳为方向,实施煤矸石综合利用产业多元化产业布局,实现准旗煤矸石综合利用产业健康持续发展。 3.5 强化新增煤矸石规模化、生态化利用围绕准格尔煤田西缘、东胜煤田东缘两个重点产煤区,根据各企业煤矸石产排实际情况和当地地形地貌特征,重点突出煤矸石的生态化利用。经预处理或污染性检测分析达到相应质量要求的煤矸石可用于塌陷区治理、土地复垦、小流域治理、回填矿坑或井下等生态化利用项目。 3.5.1 严控煤矸石入场条件,保障生态化利用安全性受煤炭资源禀赋条件和洗选工艺影响,煤矿和洗选煤厂产出煤矸石成分不同,为保障生态化利用项目安全、可持续发展,避免影响当地生态系统安全,用于生态化利用项目的煤矸石必须满足下列质量要求: (1)经固废属性类别鉴定,属于第Ⅰ类一般工业固体废物; (2)水溶性盐总量小于2%,测定方法按照NY/T1121.16进行; (3)重金属指标符合《土壤环境质量 农用地土壤污染风险管控标准(试行)》(GB15618-2018)中农用地土壤污染风险筛选值; (4)不同利用途径对应的其他要求。 煤矿和洗选煤厂产出煤矸石不满足以上质量要求,需进行预处理,经检测分析确定达到要求后,方可进行生态化利用。 3.5.2 增强红线意识,审慎开展项目选址生态化利用项目的规划,旨在保护修复当地生态环境、提升资源利用效率、改善生态环境质量,坚持生态安全红线,项目的规划、选址、实施必须以生态安全为前提,根据项目区地形地貌和利用途径,严格落实以下选址要求: (1)生态化利用项目的选址应符合环境保护法律法规及相关法定规划要求; (2)生态化利用项目(除露天矿坑回填和井下充填)不得选在生态保护红线区域、永久基本农田集中区域和其他需要特别保护的区域内; (3)生态化利用项目应避开江河、湖泊、水库最高水位线及划定河湖岸线以内滩地和岸坡,以及国家和地方长远规划中的水库等人工蓄水设施的淹没区和保护区之内; (4)生态化利用项目选址涉及河沟的,应避开黄河一级支流和二级支流,尽量选择源头支沟; (5)生态化利用项目应避免压覆矿产资源。 3.5.3 优先回填露天矿坑、打造高标准生态恢复随着我旗煤炭资源大面积不断开采,部分地区煤炭资源呈现枯竭趋势并形成很多废弃的露天采坑。目前,全旗范围内拥有64座露天煤矿,随着露天煤矿开采的进行,露天矿坑数量和容积进一步扩大,露天矿坑的回填和治理需求很大。支持符合生态化利用质量要求的煤矸石、粉煤灰等煤系固废的集中充填、协同治理。 鼓励利用煤矸石生产的钾钙硅镁矿物肥、土壤改良剂、土壤隔水剂和土壤涵水基质等生态循环产品,用于煤矸石贮存场封场、露天采坑回填治理、采空区修复等领域,结合高标准农田、水土保持经济林、优质牧草地等建设要求,形成“煤矸石无害化回填与高标准生态建设”的规模化消纳模式。 对暂时没有煤矸石排放和利用途径的煤矿和洗选煤厂,支持企业经过旗生态环境分局认定后,率先开展煤矸石用于废弃露天矿坑、采空区无害化充填的项目试点,探索改造后为农田、水保经济林、牧草地等生态功能模块。 3.5.4 加强沉陷区治理、优化土地复垦模式积极推动全旗采煤沉陷区治理工作,根据《采煤沉陷区综合治理专项管理办法(试行)》(发改[2016]2739号)要求,对存在采矿塌陷的井田,鼓励采用经预处理达到生态化利用质量要求后的煤矸石开展采煤沉陷区土地复垦、地灾治理、生态修复等综合治理,恢复和改善采煤沉陷区生态环境。 利用煤矸石治理后的采煤沉陷区应按照“宜耕则耕、宜水则水、宜林则林、宜游则游”的理念,本着“谁治理,谁受益”的原则;采煤沉陷区治理后形成的土地,按照经济效益好方式进行开发利用;对于不宜工业开发利用的土地,结合高标准农田、水土保持经济林、优质牧草地等建设要求,进行覆土绿化,恢复周边植被,打造高标准农田、林地、牧草地,改善沉陷区生态环境。 3.5.5开发节能降耗技术、推进煤矸石井下充填煤矸石井下充填是利用煤炭开采掘进和洗选过程产生的煤矸石,作为井下采空区的充填材料,主要充填形式为抛矸机抛矸充填、刮板输送机卸矸充填、风力抛矸充填、似膏体自流充填等。煤矸石井下充填既防止煤矸石堆存带来的占地和环境污染,又消除了采空区地质灾害,同时置换出煤炭资源,解决了水体下、建筑物下、铁路下“三下”开采的技术难题,可谓一举多得。 目前,煤矸石井下充填成本较高,但井下充填对于煤矸石的合理消纳量较大,充填技术具有极大的开发前景。旗政府应鼓励煤矸石井下充填低能耗技术开发,开展煤矸石充填置换“三下”压煤项目试点,综合考虑煤矸石排放环保税和置换煤销售税的征收,积极探索煤矸石充填置换煤的税收减免等相关优惠政策。 3.5.6结合水土流失防治、开展小流域综合治理准格尔旗位于黄河流域丘陵地区,附近沟渠纵横、坡度较大,土壤水力侵蚀严重,极易发生水土流失。利用经过前端分级、脱碳脱硫处理后的煤矸石对荒渠、支沟进行填充,将较陡坡度改造为大面积的梯级平台,设置挡土墙、引水沟等辅助设施。梯级平台可改造为农田、水土保持林、牧草地等水土保育区,逐步形成人工强化的自然生态系统,实现当地区域自然生境改善、水源涵养、蓄水保土、减少下游河流泥沙淤积,减灾防灾。 根据运输距离和地形条件,选取无煤区、采空区等不影响后续煤炭开采的源头型荒渠和支沟,由政府统筹,企业实施,开展小流域综合治理。 3.5.7 创新生态利用模式、推动多方共同参与结合国家相关土地、经济政策和绿色矿山建设,充分发挥生态化利用项目的价值,根据煤矿实际情况,打造煤矸石治理和农、林、牧、渔、旅等一种或多种并举的设施农业、经济林业、水体景观的环境综合整治产业样板;鼓励煤矿利用预处理达到相应质量要求后的煤矸石开展矿区山水林田湖草生态保护修复,提升矿区生态系统自我恢复能力,增强生态系统稳定性,促进矿区自然生态系统质量的整体改善和生态产品供应能力的全面增强。 统筹考虑准格尔旗当地的人口状况、居民生活,增强企业核心竞争力,实现准旗煤矸石生态化利用及综合开发利用产业健康有序发展。 3.6.2 加强科技成果转化以技术引进、项目落地为抓手,打通“产学研用”之间的有效通道。推进相关机构、 (略) 校等联合进行基础研究和新产品、新技术开发,相互转让先进适用技术、专利、商标、专有技术、技术设备,提升科技创新能力。 引导创新要素向企业集聚, (略) 校和科研机构来准旗设立研究室、实验室等,建立准旗矿山企业与研究所之间的紧密联系,进行课题合作、技术研发、中试试验。人才引进以服务企业为宗旨,鼓励准旗有条件的煤矿和综合利用企业设立博士后科研工作站、专项研究生高端实,围绕煤矸石资源综合开发利用产业发展构建创新链条;科技局应与孵化器充分结合,建立“孵化器+企业”、“孵化器+专家”、“孵化器+基金”的准格尔式煤矸石综合利用专业特色产业孵化机制。 为入孵企业提供免费(公共)的实验场地、基本办公设备;开展创业团队与煤矿企业一对一、一对多的实验、中试合作;设立专项扶持资金,用于支持入孵企业科技创新、成果转化工作;引入清华大学、 (略) 、山西 (略) 校的专家团队,对入孵企业进行技术指导、诊断。 孵化器通过全方位的优质服务降低企业的风险和成本,以促进科技成果转化和高新技术产业化、培养高值化企业和企业家为宗旨,为社会培养成功的科技企业和企业家, (略) 经济发展创造新的经济增长点,促进区域经济的更快发展。 3.6.4 健全产品标准体系依托具有较强竞争力的骨干企业,加强煤矸石综合利用及生态化治理技术研发,研究和制定相关工艺标准、规范及产品标准,打通煤矸石综合利用及生态化治理产品的标准瓶颈;围绕煤矸石的综合利用及生态化治理的管理技术、环境技术、产品规格等制定一系列标准和规范。积极为企业参与煤矸石综合利用及生态化治理行业标准、地方标准、团体标准制修订创造条件,逐步提高企业的标准制定能力,形 (略) 煤矸石综合利用及生态化治理产业标准体系。 组织相关管理、研发、应用等单位人员参加标准化培训,增强标准化意识,尽快形成“政府引导、企业为主、社会参与”的煤矸石综合利用及生态化治理标准化建设工作机制。健全煤矸石综合利用及生态化治理的标准体系和评价体系,强化标准实施和持续改进,完善准格尔旗煤矸石综合利用全产业链标准化管理体系。 四、重点项目 根据本规划目标和任务,依托准格尔经济开发区和鄂尔多斯大路工业园区现有煤矸石综合利用项目和各煤矿已批准并开展的煤矸石土地复垦、塌陷区治理等生态化利用项目,结合各煤矿和洗选煤厂的实际情况,形成以煤矸石 “分散预处理、集中深加工、就近生态化利用”为导向的煤矸石利用产业布局,同时开展煤矸石综合利用产学研融合项目。 4.1 煤矸石分散预处理项目煤矸石成分复杂多变,主要由不同煤层的煤巷矸、选洗加工过程的洗选矸、地下矿的井巷矸和岩巷矸混合组成,煤矸石综合利用企业在资源化利用过程中必须先经过处理后才可利用,这不仅增加了企业经营成本,而且由于处理规模较小,设备技术水平较低,导致原料性质多变,影响产品质量,损害企业效益。 依托现有煤矿和洗选煤厂煤炭洗选加工能力,升级改造建设煤矸石预处理装置,同时设置预处理中心5座,将煤矸石进一步分类处理,为煤矸石综合利用企业提供专业化、标准化和稳定的原材料,实现资源的最大化利用。 预处理中心设置条件:周围50公里范围内各矿井、洗煤厂,年排矸石量超过100万吨。 技术原理及工艺流程图 根据原料组成及成分性质,通过筛分、破碎、跳汰洗煤等工序,可将原料分为砂石骨料、原煤、高岭土和土等成分,以便于后续资源化利用。
图4.1 煤矸石预处理中心工艺流程图 效益分析 以年预处理2000万吨煤矸石为例,建设投资约30000万元,可为后续资源化利用及生态修复提供1800万吨原料,年销售收入35000万元,实现利税5500万元人民币。 4.2 煤矸石集中深加工项目根据我旗东、西部煤矸石成分和开采条件差异,依托准格尔经济开发区和鄂尔多斯大路工业园区两个工业园区,针对东、西部区煤矸石开展不同类型的煤矸石分质分级利用项目。 表4-1 煤矸石集中深加工项目
4.2.1 煤矸石制备砂石骨料项目(1)项目简介 掘进矸经制砂设备处理后的煤矸石大小颗粒均匀,抗压、渗透性也比较好,完全可替代天然砂石用于当下严苛的建筑用砂作业中,所以在当下人工制砂工艺中有着较高的使用率。制得砂石骨料可用于生产混凝土、路基料、装配式建筑预制件等产品原料,随着国家严禁开山炸石政策实施, (略) 场需求旺盛,可大宗消纳矸石固废。 (2)技术工艺流程 为了更好地完成煤矸石制砂石骨料操作,需要配置一些辅助的制砂设备,例如:煤矸石粗碎机、二段粉碎机、制砂机、给料机、输送机等。具体工艺流程如下: (1)粗破,将大块的煤矸石经振动给料机均匀的送入到粗碎颚破机内进行粗碎加工; (2)细破,粗破后物料再经过反击式破碎机进行细碎加工; (3)筛分、制砂,破碎后的煤矸石经胶带输送机送到圆振动筛进行筛选,满足制砂机进料要求的煤矸石送到制砂机中进行制砂处理,不满足要求的重新返回反击式破碎机再次破碎,制砂出来后的煤矸石经圆振动再次筛选,满足要求的细石经输送机送入到成品堆,不满足要求的再次进行加工,直到满足成品要求具体生产工艺流程见下图:
图4.2 主要工艺路线 此工艺工段产品是将煤矸石加工成混凝土、道路材料生产需用的骨料,因此产品性能指标参照标准GB/T14684—2001《建筑用砂》、GB/T14685-2001《建筑用卵石、碎石》、(GBT 25176-2010)《混凝土和砂浆用再生细骨料》及(GBT 25177-2010)《混凝土用再生粗骨料》的相关指标要求,见下表。 表4-2 细骨料的技术指标要求
表4-3 粗骨料性能指标
由于生产混凝土、道路材料所用骨料颗粒级配的差异较大,所以本工艺工段将产品规格设计为细骨料(5mm 以下)、粗骨料(5-15mm、15-31.5mm)。 (4)效益分析 年处理70万吨煤矸石,制备70万吨砂石骨料项目,总投资约4000万元人民币,占地约20亩,年产值约2800万元。 4.2.2煤矸石制备陶瓷透水砖项目(1)项目简介 陶瓷透水砖是近 (略) 建设的重要组成部分,其产品具有强度高、透水性好、抗冻融性能好、防滑性能好、生态环保性能优良等特点, (略) 微气候、 (略) 洪水的形成。陶瓷透水砖是指利用陶瓷原料、煤矸石等固废经筛分选料,组织合理颗粒级配,添加结合剂后,经成型、烘干、高温烧结而形成的优质透水材料。特点如下:产品经过1150℃高温烧成,产品结合是由颗粒间物理成分熔融后冷却形成的结合,强度非常高,通常大于45兆帕,颗粒间孔隙大,结合是烧结结合,对于北方的冻融有良好的抗性,表面颗粒较粗,雨水渗透快,雨后和雪后不积水、不形成冰层,防滑效果最佳;陶瓷透水砖的孔隙率在20-30%。且其原料可重复利用,产 (略) 微气候、 (略) 洪水的形成,起到很强的支撑作用。又因其附加值较高,运输半径多大于500km。 (2)技术原理 泡沫玻璃生产技术是多种专利技术和成熟的高新技术的集成,在工业化生产中用煤矸石及废弃碎玻璃作为主要原料,添加少许矿物料及部分化学药品,经球机粉碎后,装入标准尺寸的耐热钢模具中(650×650×260 毫米),置入全自动控制的燃气明焰加热窑内发泡、退火。生产的泡沫玻璃达到了国际先进技术的产品标准。 1)破碎均化 煤矸石储存及粉磨:煤矸石由皮带机输送进厂后先送入颚式破碎机破碎至一定粒度,然后通过皮带机卸料小车堆料储存于矩形密闭堆棚。经破碎过的碎料与黏土进行复配,进入均化机进行均化。 2)造粒 混合料通过干混机预混后送入提升机进入分料仓。成球盘工作时,分料仓阀门自动打开,混合料分别通过计量装置,进入预加水双轴搅拌机,进入连续造球机,进行成球、整形。生球由带裙边的皮带机送至滚轴筛,不合格的生球返回到成球盘,进行再次成球,至合格为准,合格的生球进入生球仓。 3)压模 将均化后的颗粒料送入砌块成型机,进行压力成型,根据不同的场景需求可生产240×115×53、225×112.5×60、200×200×60、200×100×60等不同型号的透水砖、盲道砖等, (略) 场需求。 4)干燥 码好湿坯的窑车,由液压顶车机送入预干窑预干燥,再进入干燥室干燥。干燥热源来自辊道窑抽出的余热,干燥室内潮气排出方式为离心风机机械负压排潮(可通过管道上的压力计测量压力大小)。干燥好的坯车由干燥室出口拉引机拉出,将其送到摆渡车上。 经干燥窑干燥好的坯车,由摆渡车、液压顶车机送入辊道窑进行焙烧,将窑炉温度加热至1200℃左右,进行烧制,成品由半自动卸砖打包系统打包,叉车装车或转运到成品堆场。 (3)项目效益分析 经济效益:以年200万平陶瓷透水砖生产线为例,总投资约10800万元,生产成本7400万元,年销售总额可达22000万元。 4.2.3煤矸石制备轻质建筑陶粒项目(1)项目简介 陶粒是一种在回转窑中经发泡生产的轻骨料。它具有球状的外形,表面光滑而坚硬,内部呈蜂窝状。陶粒具有优异的性能,如密度低、筒压强度高、孔隙率高,软化系数高、抗冻性良好、抗碱集料反应性优异等。特别由于陶粒密度小(堆积密度一般为300~900kg/m3)、内部多孔,形态、成分较均一,且具一定强度和坚固性,因而具有质轻,耐腐蚀,抗冻,抗震和良好的隔绝性等多功能特点。以陶粒为骨料制作的混凝土密度为1100~1800kg/m3,抗压强度为30.5~40.0MPa,除此之外,陶粒还广泛应用于园艺、食品饮料、耐火保温材料、化工、石油等部门,应用领域越来越广,还在继续扩大。 项目利用煤矸石制备陶粒,通过科学配比、成核、成球、横辊筛分、烧结成型为陶粒,具有轻质、高强、比表面积大、耐火保温、吸水率低,化学稳定、抗渗防腐、吸声性好、热聚变性强等特点。 (2)生产线基本工艺 采用动态烧结陶粒生产线,整体系统布置合理、经济,采用螺旋输送法经过准确的计量(采用静态计量法),即原料仓下面分别有计量仓进行计量,分别由螺旋输送机输入到仓式泵内进行均化,通过气力输送进入下一个混合料仓即缓冲料仓,再进入卧式搅拌机,也就是供料系统由开始供料到搅拌全部是封闭式给料。进入下一步成球工艺,成球后进入摆动皮带机、辊式筛分机到烧成系统,采用负压除尘、余热回收工艺,达到了高效节能、无污染、无粉尘、无废水排放的清洁生产。 (3)产品性能指标 表4-4 水处理陶粒滤料性能指标
陶粒滤料,一般粒径为3~8mm,是一种新型的生物膜载体滤料,适用于各种形式的滤池滤罐。具有质轻,比表面积大、孔隙率高、机械强度高、耐冲耐磨损、耐低温、化学稳定性好、堆积密度适中、吸附能力强等特点,在实际运用上具有截污能力强、过滤周期长、挂膜效率高,过滤水头损失小等优点。由于陶粒近似球形,颗粒之间有架桥作用,中小、细微物质在此易絮凝,形成较大物质团易于沉淀过滤。与砂滤池比较,平均滤速高(20~25m/h),产水量大,过滤周期长,冲洗频率小,冲洗强度低。该生物滤料已用于包头万水泉污水处理厂,为国内首创。 表4-5 建筑陶粒性能指标
该生产线生产的Φ5mm~Φ20mm陶粒产品,筒压强度指标高于GB/T17431.1标准规定的6.5MPa,最高可达12MPa,可作为轻质混凝土粗骨料,可配制LC40~LC70混凝土,与普通混凝土相比,可减轻自重20%~40%,导热系数可降低 50%,收缩及温度变形系数降低 40%~60%,特别适用于中高层工业及民用建筑结构、桥梁结构等,超强保温,减轻自重,明显减少基础载荷和钢筋使用量,使工程造价降低6%~10%。 (4)工艺流程
图4.3 煤矸石制备陶粒技术工艺流程图 (5)项目效益分析 本项目规划年利用煤矸石20万吨,项目总投资10000万元,陶粒销售收入可达5200万元,占地约20亩。 (6)环境社会效益 以一条20万立方米动态烧结陶粒生产线为例,与国内同类型陶粒生产线(回转窑)相比, (略) 电耗67%,节省热耗48%。以粉煤灰、煤矸石为原料,年可消纳23万吨固废,减少粉尘污染和对地下水的污染,同时为电厂节约85亩以上的处置土地和400万元以上的堆场场地维护费用。生产的陶粒产品可替代砂石和粘土等不可再生资源充当建筑粗骨料,可减少近20万立方米砂石的开采。该陶粒生产技术的开发和应用对生态和环境保护起到积极作用。 本项陶粒生产线技术和产品的推广应用,在解决大宗固废物污染的同时,充分利用煤矸石等固废资源,生产绿色环保、 (略) 场需求的利废产品,用于建筑节能、污水处理、改良土壤等领域。符合国家节能环保产业政策,可带动地区环保产业的协同发展;减少粉尘污染,改善空气质量,提高人民居住水平;可解决部分待业人员就业,减轻社会压力。该项技术和产品的推广应用对建设环境友好型、资源节约型社会具有积极的现实意义。 (7)市场前景预测 原材料来源均为固体废弃物,实现绿色设计、绿色生产、绿色产品的新兴产业。生产线设计现场考察该地的固废物种类,并根据物化指标和矿物组成,通过提前试验,配制最合理工艺,以保证采用当地固废物实现综合利用。 此生产线所生产陶粒产品可作为混凝土的轻质粗骨料,广泛应用在建筑、交通道路、码头、水下工程中,其中超强保温陶粒产品,可用于轻质高性能结构混凝土和特殊需求混凝土中;可作为生物 (略) 污水治理,工业废水回收,水源地初污染治理,湿地改造及空气净化和供水深度处理等;可用做无土栽培基质,用于农业、城市绿化、土壤改质、家庭养花等;可作为节能余热回收的热聚变、热交换材料—蓄热球,用于各类炉窑,余热回收及耐火材料; (略) 建设中替代石英砂、砾石、卵石等产品,真正实现固废物(尾矿、粉煤灰、煤矸石、污泥、建筑垃圾等)综合循环利用的产业化推广。 4.2.4 煤矸石制备发泡陶瓷项目(1)项目简介 发泡陶瓷是一种新型无机绿色建材产品,具有热传导率低、防火阻燃、耐高温、变形系数小、性能稳定、安全稳固性好、耐老化、生态环保性好、与墙基层和抹面层的各种砂浆或涂料相容性好;吸水率低、隔音好、可与建筑物同寿命等优越的性能,更重要的是防火等级为A1级,克服有机保温材料怕明火,易老化的致命弱点,产品广泛适用于建筑外墙保温,隔墙板、防火隔离带,建筑自保温冷热桥处理和电力、环保、冷藏、园林温室、海洋浮岛、军工等诸多领域。 (2)项目关键技术及工艺路线 1)预处理 将煤矸石进行破碎,分别经颚式破碎机破碎至一定粒度与其它辅料、发泡剂进行混合。将混合后的原料经皮带输送至球磨机进行球磨处理,磨至200-400目。 2)烧结 将球磨至200-400目粒度的物料进行喷雾造粒,后经皮带输送至布料机进行布料,然后送至辊道窑进行烧结,成型。 3)切割出库 将辊道窑烧结后的陶瓷制品经皮带输送至料仓,自然冷却后,将产品进行刮平等处理,根据不同的定制规格进行切割,取样检验;检验合格后的产品即可包装送入成品库储存或者直接外售。 (3)工艺流程图
图4.4 煤矸石制备发泡陶瓷工艺流程图 (4)项目效益分析 以年产60万立方米发泡陶瓷生产线为例,项目总投资48300亿元,年产值为42000万元。 (5) (略) 场预期 住建部发布“十三五“建筑节能专项规划”要求,到2020年,城镇新建建筑执行不低于75%的建筑节能标准。城镇新建建筑95%达到建筑节能强制性标准的要求。2011年,国家住建部提出强制淘汰聚苯板等B级类易燃保温材料产品,要求必须在筑设计和施工中,使用A1级防火保温无机材料。然而我国大多数企业仍在生产B级类型有机保温材料,无法满足A1 (略) 场需求强劲。以目前我 (略) 场的需要量分析,年需求量至少将达到数千万t。发泡陶瓷新型复合墙体材料恰是首当其需的必选产品。 4.2.5 煤矸石制高岭土项目(1)项目简介 高岭土、云母、石英、超细碳酸钙并称为四大非金属矿。尤其高岭土和超细碳酸钙是一种极其重要的工业资源,市场形势较好。高岭土可用于造纸、陶瓷、橡胶、化工、涂料、机械和国防等几十个行业领域,目前用量最大的是造纸和陶瓷行业,占国内总消耗量的90%以上。从目前 (略) 场供需情况来看,高岭土的行情在较长时间内会持续看好。 我国高岭土行业基本处于“低进高出”的初级阶段,没有附加值高的新产品,不利于高岭土行业的良性发展,因此,高岭土产业必须尽快告别粗加工产品时代,加大深加工产品的开发力度。在设备上,要尽快的采用微粉磨和超细磨来提高产品的细度,在技术上要采用更加完善的磨粉生产线。 (略) 场上优质高岭土供不应求,特别是超细改性高岭土及吸附剂、分子筛、催化 (略) 场需求量较大。但国内的生产工艺和产品质量往往不能满足用户要求, (略) 场被美国、法国、澳大利亚、巴西等国的质优价高的进口高岭土产品占领。 (2)工艺原理 煤系高岭土由于与煤伴生,在生成过程中,有机质直接渗入高岭土,并在一定温压下,有机质逐渐转变成固定碳,存在与高岭土结晶间隙中,使煤系高岭土呈现灰黑色或灰白色。 因此,采用高温氧化煅烧等方法燃烧高岭土内的有机碳,来提高高岭土的白度,一般煤系高岭土经煅烧后白度大幅度提高,质量较好的矿石,白度可达90%以上。同时在煅烧过程中高岭岩羟基被脱除,造成一定的空隙结构,使活性增加,具备功能性材料的特性。 (3)工艺路线
图4. 5 煤矸石制备煅烧高岭土工艺流程图 (4)项目效益分析 年处理50万吨煤矸石制备高岭土项目,总投资约为25000万元人民币,年产值约30000元人民币,经济效益比较可观。 4.2.6 煤矸石制膏体自流充填技术项目(1)项目简介 本技术所采用的充填骨料为破碎至合格粒度(5mm 以下)的煤矸石,胶凝材料为普通硅酸盐水泥,管道输送性能改良剂为粉煤灰和高效减水剂。上述各料在搅拌桶中加水进行高速搅拌,形成质量浓度为50%左右的似膏体,沿充填钻孔和管道自流输送至充填采场(空区)进行充填。 (2)关键技术 1)充填材料物化性能及优化配比组合试验。主要充填材料(煤矸石、掺和细粒料)物理力学性质及化学成分测定;煤矸石作为胶结充填骨料性能评价;似膏体充填(煤矸石、掺和细粒料、外加剂)配比室内实验;最优配比似膏体流变特性研究;似膏体形成过程与力学特性研究;似膏体硬化体微观结构的SEM 电镜分析。 2)似膏体制备工艺技术。充填物料输送、储存工艺与设施;充填物料混合、搅拌工艺;似膏体制备工艺流程及系统方案设计;似膏体制备主要设备选型。 3)管道输送特性及输送技术。煤歼石控制粒径确定;似膏体管输特性及主要技术参数研究(管径、流量、似膏体流动性、可塑性、稳定性等);似膏体管输水力计算;主要设备选型;输送管路设计 4)似膏体充填系统工业。试验采场选择;系统空载试验;系统工业试验;系统技术经济分析与评价 (3)工艺路线 煤矸石→皮带运输机→煤矸石堆场→电溜子→缓冲漏斗圆盘给料机→带式输送机核子秤→搅拌桶→井巷充填管路→充填采场 (4)项目效益分析 以充填能力达每小时110立方米充填系统为例,项目总投资1786万元,其经济效益可达3065万元/年。 (5)典型案例 该技术应用于 (略) ,技术系统每小时充填能力可达110 立方米,年消纳煤矸石共计20 万吨,完成以矸换煤产量18 万吨。采用仰斜填充开采方式,保证了100%的填充空间,密度达到96%以上。充填体凝固后进行压力测试,7天后达到0.6Mpa,14天后达到1.0-1.2Mpa,30天后达到1.5-2.1Mpa。解决了孙村煤矿煤矸石堆放难题,释放占地面积近200亩的煤矸石山,不仅回收当前价值达4000 万元的用地和解放城镇下1600kt的保安煤柱,而且彻底解决煤矸石地面堆放氧化、自燃、 (略) 区空气质量和相邻柴汶河水质造成的严重污染,有效限制岩层移动和地表下沉。 (6) (略) 场预期 由于我国煤矿普遍存在煤矸石处理压力和提高资源回收率的迫切要求,在研究成功的城镇下煤柱开采煤矸石似膏体管道自流充填技术具有广阔的推广应用价值。彻底解决煤矸石地面堆放氧化、自燃、扬尘对空气质量和水质造成的严重污染;有效限制岩层移动和地表下沉,保护地表地物;提出沿工作面倾斜方向,煤矸石非胶结干式充填构筑挡墙、煤矸石似膏体管道自流输送充填采场的综合充填工艺,不仅降低了成本,而且减少了新增煤矸石上山量,避免了新增煤矸石产生的新污染。 4.3 煤矸石生态化利用项目根据准格尔旗的实际情况,煤矸石主要生态化利用途径为以露天矿坑、采煤区塌陷区回填复垦、农田改造、水土保持林建设和矿区环境综合整治等,按照就近生态化利用原则,围绕煤矿和洗选煤厂规划布置煤矸石生态化利用项目。同时可以利用煤矸石分质分级产品制备腐殖土、有机肥、土壤改良剂、土壤隔水剂和涵水基质等生态循环产品。 表4-6 煤矸石生态化利用项目
4.3.1 煤矸石制备腐殖土、有机肥和土壤改良剂项目项目简介 本技术立足于煤矸石中的主要成分的结构特点,从层状组分结构具备的溶胀能力、胶体化能力、离子交换能力、片层电化学性质等出发,结合颗粒团聚调控毛细效应技术、微囊技术等,形成可以根据土壤性质调变组分的多元复合肥生产新技术,使得煤矸石成为多元复合肥的载体和调节剂,成为植物生长过程的养分持续供给体,对农作物有显著的增根和助苗生长作用。 技术原理 该技术激活煤矸石中微量元素活性,活化其中的层状结构的物理化学活性,形成可授受多元营养性元素的微囊载体,成为铜、锰、钼、硼、锗、硒等活性多元微量元素的植物营养供给体。 生产工艺过程是利用双螺旋设备的强力搅拌和输送能力,在物料颗粒相互碰撞、翻滚、移动过程中,在不同的部位喷淋酸度调节溶液、元素补充体溶液、造粒介质等,过程紧凑,过程合理,先进而经济。 工艺路线图
图4.6 煤矸石制备土壤调理剂技术工艺路线图 项目效益分析 本项目的实施,年消耗50万吨的煤矸石,可直接消除土地占用量80亩以上,消除环境影响,能形成3亿元以上产值,利润6000万以上,解决400人以上的就业问题,培养40名以上技术人员,形成新的产业,改善土壤团粒结构,增加农作物微量元素营养,减少农药使用量,缓解农作物病害,带动地方农业科技的发展,促进农业种植的科学化,农产品品质和质量得以提高。 (略) 场预测 微肥发展作为我国农业产业化鼓励的新方向,符合国家新的发展要求,是农村城镇化、农业现代化、 (略) 民化的重要组成。与国家政治需要以及现代农业建设政策相吻合。 (略) (略) 场30%份额,产值超过1000亿人民币。而多元微肥作为我国肥料兴起的新方向,已经在调节土壤结构,营养植物组分,增强抗病能力,促进丰产等方面显示优势,消耗量预计将以每年10%以上的速度增加。 4.3.2 煤矸石脱碳脱硫、制备土壤隔水剂和涵水基质项目简介 在洗选煤厂尾端和规划煤矸石预处理中心设置煤矸石脱碳脱硫处理工艺(包含中低热值可燃物提取工艺、硫铁矿分选提取工艺)、土壤隔水剂和土壤涵水基质生产工艺等生态循环产品生产。 将煤矸石进行破碎和磨矿后再选,通过对煤矸石破碎粒度和磨制时长控制,得到不同粒径的煤矸石颗粒。本技术是通过煤矸石破碎成不同粒径的颗粒,通过多级分选形成细颗粒物料(≤0.5mm)、粗颗粒物料(0.5-5.0mm)。细颗粒粉状物料通过活化改性后疏水性较强,制备成为隔水剂,可代替黏土层和土工膜用于人工湖、农田隔水层防渗。粗颗粒粒状物料经过活化改性后亲水性较强,成为涵水基质材料可用于防治水土流失、地下水源涵养。 项目效益分析 本项目的实施,年消耗100万吨的煤矸石,可直接消除土地占用量150亩以上,消除环境影响,能形成1亿元以上产值,利润2000万以上,解决400人以上的就业问题,培养20名以上技术人员。 (略) 场预测 土壤隔水剂和涵水基质在干旱半干旱地区,可大规模用于自然水源涵养、人工湖修建、水源自给性微循环生态系统构建, (略) 政基础设施。 4.3.3煤矸石用于露天矿坑、沉陷区等土地复垦项目(1)项目简介 利用煤矸石进行露天矿坑、采煤沉陷区等的回填复垦,主要将露天矿坑和沉陷区周边的煤矿和洗选煤厂生产过程的煤矸石与黄土分层充填、分层覆土至设计高度后,将黄土和表土按复垦厚度要求及时覆土至矸石表面,最后进行植被绿化。具体工艺流程见图3.3-1。 (2)技术工艺 复垦实施过程中,采用“分层铺摊、分层碾压封闭”的复垦原则,逐层压实,压实度大于85%。矸石填充过程中,填充矸石层至5m进行夹层黄土覆盖,夹层黄土覆盖厚度为0.5m,达到设
图4.7 煤矸石用于土地复垦项目实施流程图 计标高,矸石顶部依次进行黄土和表土覆盖,覆盖厚度均为0.5m。顶部每成型50亩统一覆土。矸石填充过程中运输车辆将煤矸石运输进入复垦区,然后进入场内填充区。运输车填露天采坑作业时需在现场人员的指挥下运送到指定位置,有组织倾倒,倾倒每1m用推土机摊平。在整个填坑造地过程中必须随时进行场区道路的清扫及场区的洒水工作,使复垦作业正常运行,同时各项指标应达到复垦的要求。矸石从卸车平台倾斜后由推土机向下推,其推距控制在20m以内,并将矸石层分层摊铺,铺匀后用压实机进行4-6次压实。在每日填坑作业结束后对作业面洒水降尘。在雨季作业时,作业车不能进入作业面时,可采用钢板铺设路面卸车。复垦区矸石填充过程从项目一侧向另一侧推进,采用边推进、边压实、边覆土的工艺。 土地复垦工作主要是包括覆土复垦、挡水围梗、网格围梗施工等内容建设。复垦区最终顶部外边缘设挡水围梗,土地复垦顶部平台占地面积大,需结合畦田整地修筑网格围埂,将平台分割成30m×30m的条块。将平台产生的径流化整为零就地拦蓄,为植被恢复创造条件。平台网格围埂填筑土料为表土。形成网格后在其内种牧草、经济林或农作物等。 抚育养护实施阶段主要内容是将因露天开采或地表沉陷损毁的土地经过整理复垦为牧草地、林地或农田耕地,在复垦施工完成后,项目植被覆盖度最终不低于周边环境,因此在管护期中,达不到复垦率要求的,需要进行人工补植,直至植被覆盖度不低于周边环境。 (3)预期效益 目前,准格尔旗准格尔召镇和纳日松镇部分露天开采煤矿面临资源枯竭,部分枯竭露天采坑回填复垦不能达到开采前的地貌和标高,而且正在形成更多的枯竭露天采坑;大部分井工开采煤矿存在采煤沉陷区,治理需求较大。规划煤矸石用于露天矿坑、沉陷区等土地复垦项目,复垦完成后,预计每年新增复垦面积8000亩,消纳煤矸石量约为2500万吨/年。 4.3.4煤矸石用于小流域综合治理、沿黄水保经济林建设项目(1)项目简介 准格尔旗属于属黄河流域、黄土高原丘陵沟壑区,自燃植被覆盖度较低,水土流失较为严重。在治理措施布局上,以小流域为单元,选取煤矿和洗选煤厂周边源头型荒渠和支沟,采用沟道治理与坡面治理结合,利用预处理后的煤矸石作为充填材料,在陡坡及沟道、梁峁顶及缓坡面采取穴状整地植苗造林,以水保乔木林和灌木林为主体,辅助种植沙棘、沙柳和柠条等植被。 (2)技术工艺 坡面水保林建设。在坡面通过水土保持工程整地措施营造乔木林,提高植被覆盖度,控制水土流失。造林技术措施:①整地,穴状整地,规格直径0.4m,深0.4m,用心土筑埂;②造林方法,春秋季人工植苗造林,油松全部用0.3-0.5m的苗木,在种植时要沾泥浆或点水,并分层填土踏实。 沟道灌木林建设。灌木林适应性强,在沟道的沟底和沟坡营造灌木林,可封沟护坡,防止沟道侵蚀。造林技术措施:①整地,块状整地,规格上口宽0.4m,长0.4m,宽0.4m,用心土筑埂;②造林方法,春秋两季造林,苗木植立坑中,分层覆土,踏实;③抚育管理:加强管护,每年进行一次病虫害的防治,以后每四至六年冬季平茬一次,分年隔行交替进行。 封育。项目区实行封育的有利条件是目前正在实行的禁牧或轮牧,推广舍饲养畜。对现有林草植被条件较好,具备自我恢复能力的地块,采取封育措施恢复植被。增设封禁网围栏、标志牌、宣传碑。 (3)预期效益 项目实施后,将给当地带来显著的效益,其包括经济效益、蓄水保土效益、社会效益和生态效益,同时提高流域的防洪能力,保护下游地区人民的财产和安全。项目实施后年保水能力可达20万m3,年保土拦沙能力可达2.8万t,复垦完成后,预计消纳煤矸石量约为800万吨/年,小流域治理面积1000亩/年,建设沿黄水保经济林2000亩/年。 4.3.5煤矸石用于农田改造项目(1)项目简介 本项目以标准农田建设为主,增加有效耕地面积和提高土地利用率为主要目的。主要过程是煤矸石充填沟壑,平田整地,配套灌溉设施,土壤改良,恢复农田等。 (2)技术工艺 通过利用煤矸石充填沟壑达到设计标高时,平整土地覆土,用单井灌溉控制面积划分田块,支管控制面积划分为条田,田块长为500-700m,宽为350-500m,以条田作为最基本的土地平整单元;新打机电井若干,配套水泵设施,输配水管均采用PVC-U管,采用以地埋形式铺设,铺设PVC管道,管道的埋深为100cm。土壤改良通过种植速生草本植物,加速腐殖质层的形成来提高土壤肥力,培植豆科植物是获得腐殖层的捷径,后期耕种时合理施肥,对化肥品种、营养组份配比、施肥时间、施肥方式、施肥量进行把控。修机耕路,以山石层为基础,路面采用砂石路面,最终为改造农田。 (3)预期效益 项目建设后,土地利用率显著提高,水源配套、田间灌溉设施完善,全部实现节水灌溉,耕地质量等别提高,达到当地较高等级,由原来的望天田整理为满足灌溉保证率农田,农业生产条件得到改善,抵御自然灾害能力加强,各项基础设施建设效益明显。规划期内,利用煤矸石改造农田100亩/年,消纳煤矸石量80万吨/年。 4.3.6煤矸石用于矿区环境综合整治项目(1)项目简介 结合国家相关土地、经济政策和绿色矿山建设要求,充分发挥生态化利用场地的价值,根据煤矿实际情况,利用煤矸石打造农田、牧草场、果林、生态水体景观等,将矿区生态环境改造成兼具农、林、牧、渔、旅等设施农业、经济林业、水体景观的环境综合整治产业,形成山水林田湖草生态保护修复,提升矿区生态系统自我恢复能力,增强生态系统稳定性,促进矿区自然生态系统质量的整体改善和生态产品供应能力的全面增强。 (2)技术路线 项目以煤矿煤矸石和矿井水等废弃物综合利用、塌陷矿区综合治理、特色农牧业产业开发和煤炭产业绿色发展为基本目标,集成矿井水反渗透分离技术、塌陷区及露天矿坑煤矸石填充造田技术、采摘果蔬种植技术、矿井水打造人工景观与水产品养殖技术、人工草牧场培植与特色畜禽养殖技术等综合技术,打造煤炭矿区废弃物资源化利用和产业绿色发展样板,为绿色矿山建设和煤炭产业可持续发展提供全新方案。 ①煤矸石填充塌陷区、露天矿坑和荒渠造田与景观建设技术 在煤矿塌陷区、露天矿坑和沟壑地质特征勘探的基础上,通过设计煤矸石分层填充、特定微生物菌剂和改良剂分层铺设添加,结合边坡稳定化工程、乡土物种选育利用、优质牧草种植、沙地特色景观设计、水稻田防渗膜铺设、沙化土壤改良等技术,构建塌陷区、露天矿坑和沟壑煤矸石填充人工草牧草场优化造田造景技术模式。 ②采摘果蔬种植技术 利用煤矸石修复塌陷区及露天矿坑建造果蔬种植良田,在良田表层铺设保水层和涵水基质,底部设施隔水层防水渗漏、机械化施工技术,可以实现可持续性有机碳和有机氮保留储存,达到提高土壤肥力、提升地下水水位,实现果蔬种植良性循环。 ③人工草牧场培植与特色畜禽养殖技术 利用煤矸石修复塌陷区和沟壑扩大现有天然草牧场面积,通过种植景观与饲草兼用的优良品种,再造“人草畜、水土气、微生物”协调发展的生态系统,并可实现持续性有机碳和有机氮保留储存实现沙化土壤改良,实现生态的可持续。 (3)预期效益 通过矿山环境综合整治项目的实施,形成山水林田湖草一体化生态修复,在取得经济效益的同时,构建矿区生态系统自我恢复能力,提升矿区自然生态系统质量和生态产品供应能力。规划期内,利用煤矸石打造矿山环境综合整治,消纳煤矸石量800万吨/年。 4.4 煤矸石利用产学研融合项目建设煤矸石利用产学研融合项目,主要方向有: 1)煤矸石利用产品和技术成果展示中心; 2)煤矸石工业陶瓷、土壤与地层生态修复等专项研究中心; 3)煤矸石利用技术成果转化中心、技术创新孵化器。 4.4.1 煤矸石利用产品和技术展示中心展示的主要煤矸石原料来自不同区域、不同开采地层的煤矸石和经过预处理后的煤矸石;展示的煤矸石综合利用产品包括煤矸石脱硫脱碳产品、高岭土、陶粒、微晶玻璃、耐火材料、耐磨材料、建筑砂石骨料、无机保温矿(岩)棉、陶瓷制品、土壤调理剂、矿物质肥、硫铁矿成分提取、装配式建筑、 (略) 系列制品等;展示各产品的技术路线图,技术简介展示,技术持有专家介绍、工艺技术动画等。 4.4.2 工业陶瓷、土壤地层生态修复等专项研究中心创新技术引领是煤矸石综合利用行业的特点,为突破制约煤矸石综合利用的技术瓶颈和产业化难题,准格尔旗应全面支持建设煤矸石综合利用技术工业陶瓷、土壤与地层生态修复等专项研究中心,引入全国顶级的煤矸石综合利用领域研究专家。 表4-7拟邀请煤矸石综合利用领域专家教授
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