煤周刊讯：在煤炭开采与洗选的过程中，煤矸石作为一种固体废物随之产生。它是在成煤过程中与煤层伴生的，来源广泛，像巷道掘进时的掘进矸石、采掘时从顶板、底板及夹层采出的矸石，还有洗煤时挑出的洗矸石，都属于煤矸石的范畴。据相关数据显示，我国煤矸石产量一直呈上升趋势，到2023年，国内煤矸石产生量已达8.08亿吨，且仍在持续增长。
煤矸石产量的不断增加，带来了一系列严峻的问题。首当其冲的便是土地占用问题，大量煤矸石堆积如山，占用了大量宝贵的土地资源。据不完全统计，目前我国历年累计堆放的煤矸石约45亿吨，规模较大的矸石山有1600多座，占用土地约1.5万公顷，而且堆积量每年还以1.5-2.0亿吨的速度增加。这些矸石山不仅占用土地，还破坏了地表原有的植被，对生态环境造成了极大的破坏。
煤矸石对环境的污染也不容小觑。矸石淋溶水会污染矿区周围的土壤和地下水，其中的有害物质渗入土壤，会影响土壤的肥力和结构，导致土地无法正常耕种；渗入地下水，则会影响居民的饮用水安全。此外，煤矸石中含有的FeS等物质，在被空气氧化后，热量不断积累，一旦达到燃点，就会引发煤矸石自燃。自燃过程中会释放出大量的SO2、NOx、CO、CO2等有毒有害气体，不仅污染空气，还会危害人体健康，极大地提高了矿区周边的生态风险。
面对煤矸石带来的诸多问题，解决煤矸石固废处置已刻不容缓。而玉溪煤矿的煤矸石固废综合处置项目，正是在这样的背景下应运而生，为解决煤矸石难题提供了新的思路和方法。
玉溪煤矿：敢为人先的绿色探索者
在晋城市的煤炭行业版图中，玉溪煤矿无疑占据着重要的位置，其核定生产能力达240万吨/年，是晋城市核定生产能力最大的市属矿井。自2019年被确定为山西省首批开展井下矸石智能分选系统和不可利用矸石全部返井试点单位后，玉溪煤矿便踏上了一条充满挑战但意义非凡的绿色发展之路。
面对煤矸石固废处置这一难题，玉溪煤矿没有丝毫退缩，而是积极主动地承担起试点的重任。在接到任务后，该矿迅速组织专业团队，深入研究煤矸石处理的相关技术和方法，结合自身矿井的实际情况，制定了详细且全面的试点实施方案。方案中明确了各个阶段的目标与任务，从技术选型、设备采购，到工程建设、调试运行，每一个环节都进行了精心的规划和安排，为项目的顺利推进奠定了坚实的基础。
在资金投入方面，玉溪煤矿毫不吝啬，先后投资2791.8万元用于项目建设。这笔资金主要用于矿建工程、机电设备安装工程、土建工程等多个方面。在矿建工程中，对井下巷道进行了优化和改造，以适应矸石智能分选和返井系统的安装与运行；机电设备安装工程则引进了先进的X射线和图像识别设备、高压风枪等关键设备，确保煤矸石的精准分选；土建工程方面，建设了配套的厂房、仓库等设施，为项目的整体运行提供了硬件支持。
经过多年的不懈努力，2024年10月，项目终于顺利完工，并进入为期3个月的联合试运转阶段。在试运转期间，玉溪煤矿组织技术人员对各个系统进行了严格的测试和调试，及时发现并解决了运行过程中出现的各种问题，确保项目在正式投运后能够稳定、高效地运行。2025年1月2日，相关技术专家组成的验收委员会对项目进行竣工验收，标志着玉溪煤矿在煤矸石固废综合处置方面取得了阶段性的重大胜利。
智能分选：矸石“变废为宝”的神奇魔法
在玉溪煤矿地下600米深的巷道中，一场神奇的“魔法”正在上演。一台高10余米的设备静静连接在煤矿主皮带上，它就像是一位神秘的工匠，而在它的内部，一台类似“太空舱”的设备正有条不紊地工作着，这便是煤矸石固废综合处置项目中的井下矸石智能分选系统。
当体积较大的炭块和煤矸石被筛选出来，缓缓进入这个“太空舱”时，一场精准的“透视”之旅便开始了。该系统借助先进的X射线和图像识别技术，如同拥有一双火眼金睛，能够瞬间穿透煤矸石的表面，清晰地分辨出煤与矸石的不同特性。X射线利用煤和矸石对其吸收程度的差异，生成独特的图像信息，而图像识别技术则基于大量的样本数据和复杂的算法，对这些图像进行分析和判断，准确地识别出煤和矸石。
在识别完成后，“太空舱”内的高压风枪便开始行动。这些高压风枪就像是训练有素的射手，根据识别系统发出的指令，精准地对矸石进行打击。在高压风枪强大的冲击力下，矸石被迅速击飞，与煤炭分离开来，完成了高效的分离过程。整个过程一气呵成，高效而精准，每一个环节都紧密配合，展现出了科技的强大力量。
返井之路：不可利用矸石的“闭环之旅”
经过井下矸石智能分选系统分离后的煤矸石，并没有结束它们的使命，而是开启了一段独特的“闭环之旅”。那些体积较小的煤矸石，在升井后，首先被输送至洗煤厂，在这里，它们将接受更为精细的洗选流程。
洗煤厂内，一系列先进的设备和工艺发挥着关键作用。通过重介质分离、重力分离等技术手段，煤矸石中的可利用部分被进一步筛选出来。这些可利用的煤矸石，就像是被发掘出的宝藏，拥有了新的价值。它们被用于发电，为社会提供能源；用于制砖，成为建筑材料的重要原料；用于铺路，为道路建设贡献力量。以煤矸石发电为例，通过将煤矸石作为燃料，直接燃烧产生高温高压蒸汽，驱动发电机转动，从而实现了从废弃物到电能的神奇转变，既减少了对环境的污染，又提高了资源的利用效率。
而那些经过洗选后仍然不可利用的煤矸石，则通过不可利用矸石返井系统，踏上了返回井下的旅程。在专用运输设备的护送下，它们再次回到了熟悉的地下世界，被精准地运送至巷道充填点。在这里，它们将参与到一项重要的工作中——充填作业。
充填系统采用了科学合理的充填工艺，确保煤矸石能够紧密地填充在巷道的空隙中。在充填过程中，工作人员会根据巷道的实际情况和煤矸石的特性，严格控制充填的速度、高度和密度，保证充填的质量和安全性。例如，对于一些容易坍塌的巷道区域，会增加煤矸石的充填量和压实程度，以增强巷道的稳定性；对于一些对环境要求较高的区域，会对煤矸石进行预处理，减少其对周围环境的影响。通过这些科学合理的充填作业，不仅有效地解决了煤矸石的处置问题，还为矿井的安全生产提供了有力保障，实现了资源的循环利用和生态环境的保护。
绿色效益：生态与经济的双赢答卷
随着玉溪煤矿煤矸石固废综合处置项目的成功投运，一系列显著的效益开始显现，为企业、行业乃至整个社会带来了多重利好，实现了生态与经济的双赢。
从经济效益角度来看，该项目的实施有效降低了矿井排矸的成本。以往，煤矸石的排放需要耗费大量的人力、物力和财力，包括运输、堆放等环节都需要投入高昂的费用。而如今，通过井下矸石智能分选系统和不可利用矸石返井系统，大部分煤矸石在井下就得到了有效处理，减少了地面运输和堆放的成本，大大减轻了企业的经济负担。据初步估算，玉溪煤矿每年在矿井排矸方面的成本降低了数百万元，这对于企业的成本控制和利润提升具有重要意义。
项目还增大了配套洗煤厂的实际生产能力。经过智能分选后的煤炭质量更高，杂质更少，这使得洗煤厂在洗选过程中能够更加高效地运作，提高了煤炭的回收率和精煤的产量。以玉溪煤矿配套洗煤厂为例，在项目投运后，洗煤厂的实际生产能力提升了10%-15%，为企业带来了更多的经济收益。同时，可利用煤矸石的资源化利用也为企业开辟了新的经济增长点。用于发电、制砖和铺路等领域的煤矸石，不仅减少了企业对其他原材料的采购成本，还通过销售这些产品获得了额外的收入，进一步增强了企业的盈利能力。
在生态效益方面，项目的成效同样显著。煤矸石在地面的大量堆积一直是困扰矿区周边生态环境的难题，而如今，通过不可利用矸石返井和充填作业，这一问题得到了根本性的解决。地面上的矸石山逐渐减少，曾经被矸石占用的土地得以解放，植被开始重新生长，生态环境得到了极大的改善。据统计，玉溪煤矿周边的植被覆盖率在项目投运后提高了5%-8%，空气质量也明显好转，空气中的二氧化硫、氮氧化物等污染物含量大幅降低，为当地居民创造了更加宜居的生活环境。
通过该项目，玉溪煤矿成功实现了煤矸石的资源化利用，探索出了一条绿色创新的矿山发展新路径。这不仅为企业自身的可持续发展奠定了坚实的基础，也为整个煤炭行业的固废处理提供了可复制、可推广的经验。在未来，随着更多煤矿企业借鉴玉溪煤矿的模式，开展煤矸石固废综合处置项目，煤炭行业将朝着更加绿色、环保、可持续的方向发展，为守护绿水青山、建设美丽中国贡献更大的力量。