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                      2016年01月13日 星期三
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                      地質新妙方 解了老難題

                      ——鄭州綜合利用所服務江西萍鄉綠色可持續發展紀略

                      來源:中國自然資源報 作者:于德福 范攀峰 發布時間:2020-05-11

                      在礦山周邊采集水樣品

                      采集煤矸石樣品

                      日前,自然資源部中國地質調查局鄭州礦產綜合利用所將《江西省萍鄉市安源區白源煤礦地下空間開發利用適宜性評價報告》《江西省萍鄉市煤矸石調查與評價報告》等7個地質調查成果報告和一系列配套圖件,通過網簽形式移交給江西省萍鄉市人民政府。

                      這一系列成果的及時移交,將為萍鄉市資源環境承載能力和國土空間開發適宜性評價提供技術支撐,進一步推進煤礦地下空間資源綜合利用,實現資源保護、開發利用、生態修復的“三統一”,為國土空間科學規劃和重大項目實施提供可靠的地質支撐系統方案。特別是有關煤礦采空區地下空間和煤矸石等固廢資源綜合利用的相關成果,為資源枯竭型城市綠色可持續發展提供了新思路。

                      服務地方發展的新模式

                      2019年,依托《長江中游黃石—萍鄉—德興礦山集中區綜合地質調查》二級項目,鄭州綜合利用所在萍鄉開展了煤礦地下空間開發利用適宜性評價、煤矸石及典型固廢綜合利用調查評價、水工環地質調查評價、水土質量調查評價、地質文化村建設可行性研究等工作。

                      通過一系列工作的開展,項目形成了七大地質調查成果:建立了煤礦地下空間判識和估算方法,提出煤礦地下空間利用的方向、技術及構想;查明萍鄉市地面沉降影響范圍;查明湘東區冬瓜槽地區地質災害危險性,在危險性預測評估的基礎上提出防治措施建議;編制高灘村地質文化村建設方案,支撐鄉村振興和脫貧攻堅;制訂萍鄉市地下水開發利用方案,實施探采結合井工程,建立后備水源地,有效保障居民旱季用水安全,新發現礦泉水資源地2處,為優化該地區的產業結構提供保障;查清萍鄉市煤矸石空間分布及對生態環境的影響,研發高附加值利用產品;查明礦山周邊水土污染現狀,以及礦業活動對周邊水土質量的影響。

                      基于這些成果,目前萍鄉市已有多個煤矸石加工利用企業對煤矸石高附加值產品產生了濃厚興趣,有意與鄭州綜合利用所聯合申報科研基金。中國節能環保集團、中國黃金集團公司等企業也對萍鄉市表達了礦山生態修復治理方面的合作意向。

                      值得一提的是,在項目實施過程中,鄭州綜合利用所堅持以需求、問題、目標和任務為導向,精準對接需求,服務地方經濟社會發展,探索建立了國家引導、地方支持、市場跟進、合作共享的地質工作新模式。

                      煤炭資源利用的老難題

                      萍鄉市被譽為“江南煤都”,是我國華東地區重要的煤炭生產基地。但煤炭資源的大規模開發利用產生了大量煤矸石。煤矸石的大量堆積,及其引發的一系列環境問題,讓萍鄉市承受著巨大環境代價。

                      大量的煤矸石長時間堆存,不僅占用大量土地、污染水土環境,而且由于煤矸石引發的大氣污染問題也十分突出。“在干旱或大風天氣下,堆積的煤矸石易形成揚塵,自燃后更是會產生一氧化碳、二氧化硫等有害氣體,污染大氣環境。”鄭州綜合利用所所長張海啟介紹說。此外,由于萍鄉市煤炭資源多采用地下開采方式,因而在煤炭開采區引發了地面塌陷和地裂縫等地質災害。調查顯示,在萍鄉巨源、安源、青山、高坑、三田等煤礦區,伴隨地面塌陷出現較大地裂縫49條,累計長度達到1.63萬米。

                      “所謂工業廢棄物,其實是暫時未開發利用的資源。”項目負責人、鄭州綜合利用所助理研究員劉玉林表示,只要對現有的工業廢棄物開展深入研究,就會找到它們的新用途。“而這正是我們的優勢。”劉玉林說,鄭州綜合利用所是我國開展礦產資源綜合利用的重要平臺,擁有開展礦物材料研究的學科優勢,一定能幫萍鄉市的煤矸石找到一條高附加值利用的途徑。

                      “變廢為寶”的新妙方

                      項目組在收集相關資料的基礎上,深入到各礦山進行實地調研。調查發現,目前萍鄉市在產的煤礦主要有安源煤礦、白源煤礦等11家中小型煤礦,關停礦山共121家;全市煤矸石堆存總量為1994.85萬立方米,占地面積約為20.25平方千米。利用方式主要為煤矸石制磚,雖然每年能消耗掉一定的煤矸石存量,但產品附加值不高,屬典型的低端化利用。

                      項目組在萍鄉市選取了50個典型礦區的煤矸石代表性樣品,通過多種技術手段,分析了煤矸石的化學組成、礦物組成、放射性核素限量、煅燒白度等屬性特征。在充分進行資源評價后,項目組得出了新的結論:萍鄉市堆存的50個煤矸石堆場中,除1個因放射性核素超標無法利用外,其他均可以作為建材行業的原料,其中32個煤矸石可用于建筑砂石骨料。通過煤矸石的煅燒白度檢測,采集的66個煤矸石樣品中有23個煅燒白度在40以上,其主要成分為高嶺石、伊利石、石英,可用作陶瓷的原料。若將煤矸石整體利用于陶瓷胚料原料,可滿足本地陶瓷行業的部分原料需求。這不僅解決了大量煤矸石堆存問題,還將極大改變萍鄉這個“工業陶瓷之都”大部分原料需要從外地運輸購入的局面。

                      隨后,項目組又開展了煅燒煤矸石粉體應用于塑料填料的評價與研究工作,并將相關數據、成果提供給江西省萍鄉市軒品塑膠制品有限公司使用。項目組還根據煤矸石礦物組分特點,開展了煤矸石制備4A分子篩的技術研究,使煤矸石的應用擴展到石油、化工、冶金、環保、航空航天等領域。

                      此外,針對萍鄉市垃圾焚燒飛灰目前需以每噸400~500元的成本進行固化,且固化體中的鐵、銅、鋅等離子易浸出造成環境污染等問題,項目組開展了垃圾焚燒的危廢無害化利用研究,用飛灰與煤矸石、鐵尾礦、石灰巖按一定比例及粒級配比燒制成透水磚,在解決環境問題的同時也為海綿城市建設提供了新產品。

                      萍鄉市相關負責人表示,該系列地質調查成果將進一步助推老區走出一條“變廢為寶”的新路。萍鄉市將加強成果的轉化應用,使成果更及時、有效服務于當地經濟社會發展和生態文明建設。

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