摘 要：本文結(jié)合大柳塔礦區(qū)煤炭資源現(xiàn)狀，提出礦區(qū)煤矸石、煤泥、礦井廢水等廢棄資源綜合利用方案，建立“自然資源─產(chǎn)品─廢棄物─再生資源─無(wú)害化排放”的循環(huán)經(jīng)濟(jì)體系，延長(zhǎng)企業(yè)的產(chǎn)業(yè)鏈條，增強(qiáng)企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力，具有良好的經(jīng)濟(jì)、環(huán)境及社會(huì)效益。

關(guān)鍵詞：煤炭資源綜合利用；循環(huán)經(jīng)濟(jì)；節(jié)能減排

1 概況

1.1 大柳塔礦區(qū)簡(jiǎn)介 大柳塔礦區(qū)位于神府東勝礦區(qū)中部，主要開發(fā)有大柳塔礦井、活雞兔礦井和地方煤礦。大柳塔選煤廠擴(kuò)建后原煤處理能力為34.00Mt/a，每年產(chǎn)生煤矸石約300萬(wàn)t、煤泥約260萬(wàn)t。煤矸石堆放占地越來(lái)越大，煤矸石對(duì)環(huán)境的污染也逐年加重，花在煤矸石上的處理費(fèi)用逐年增多，煤泥的處理也非常困難。

1.2 礦區(qū)廢水

1.2.1 礦井水?；铍u兔礦井生產(chǎn)規(guī)模1100萬(wàn)t/a， 2009年礦井水處理站處理水量為226.82萬(wàn)m3，回用水量139.36萬(wàn)m3，回用率61.4%。目前礦井水處理后大部分回用于該礦井井下生產(chǎn)用水和工業(yè)場(chǎng)地綠化用水，多余部分排至烏蘭木倫河。

大柳塔礦井生產(chǎn)規(guī)模1100萬(wàn)t/a， 2009年礦井水處理站處理水量為347.39萬(wàn)m3，回用水量120.28萬(wàn)m3，回用率34.6%。目前處理后的礦井水中，有部分回用于大柳塔熱電廠作為循環(huán)水補(bǔ)水和礦井工業(yè)場(chǎng)地、大柳塔生活區(qū)綠化用水，多余部分排至烏蘭木倫河。大柳塔、活雞兔的井下排水經(jīng)處理后水質(zhì)較好，除個(gè)別指標(biāo)高于標(biāo)準(zhǔn)值外，絕大多數(shù)指標(biāo)滿足工業(yè)用水水質(zhì)要求。

1.2.2 生活污水。大柳塔生活污水處理廠負(fù)責(zé)收集處理大柳塔井、活雞兔礦井兩個(gè)工業(yè)場(chǎng)地的生活生產(chǎn)廢水和大柳塔生活小區(qū)的全部生活污水進(jìn)行處理，該污水處理廠總規(guī)模8500m3/d，處理后的中水目前除部分用于生活區(qū)道路撒水和綠化外，其余均排至烏蘭木倫河。外排水水質(zhì)執(zhí)行《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB8979-1996）一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。2009年污水處理廠實(shí)際處理污水量為249.89萬(wàn)m3/a，回用于小區(qū)綠化撒水17.3萬(wàn)m3/a，回用率6.9%。

2 煤炭資源綜合利用的技術(shù)可行性

2.1 煤矸石、煤泥綜合利用發(fā)電供熱 我國(guó)目前300MW等級(jí)的循環(huán)流化床鍋爐機(jī)組，燃料采用煤矸石、煤泥等劣質(zhì)燃料，都運(yùn)行穩(wěn)定并取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益，在技術(shù)上也是比較可靠的。

2.2 礦井水 礦井疏干水可采用多種工藝進(jìn)行處理，處理后的水井下復(fù)用，或用于噴霧滅塵及發(fā)電廠輔機(jī)的循環(huán)冷卻，技術(shù)成熟可行。

2.3 灰渣、矸石 灰渣的主要成分由硅、鋁、鈣、鎂、鐵等氧化物組成，灰渣包括粉煤灰和清渣，廣泛應(yīng)用于建材行業(yè)。粉煤灰陶粒是一種性能良好的人造輕集料，用于配置輕質(zhì)混凝土可減輕建筑工程和公路橋梁等土木工程的自重，提高使用功能，使建筑和土木工程獲得良好的經(jīng)濟(jì)效益。粉煤灰磚可以和普通粘土磚一樣，作為承重墻體應(yīng)用于工業(yè)及民用建筑。

矸石利用途徑包括用作煤矸石電廠劣質(zhì)燃料，制磚、生產(chǎn)硫酸鋁、制造建筑材料、生產(chǎn)高標(biāo)號(hào)水泥、生產(chǎn)無(wú)機(jī)復(fù)合肥和微生物肥料等。

3 資源綜合利用規(guī)劃方案

3.1 廢水綜合利用規(guī)劃

3.1.1 綜合利用電廠用水。規(guī)劃綜合利用電廠將替代現(xiàn)有大柳塔熱電廠，預(yù)計(jì)新建電廠每天生產(chǎn)用水量約8320m3/d，規(guī)劃分別取自大柳塔井和活雞兔井礦井水處理站的礦井水，活雞兔礦井可以提供2300m3/d，大柳塔礦井可以提供6200m3/d，可以滿足電廠用水水量和水質(zhì)要求。

3.1.2 大柳塔礦區(qū)生活雜用水。規(guī)劃將大柳塔井的礦井排水進(jìn)行深度處理，使其水質(zhì)達(dá)到《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》（GB5749-2006）的要求，作為礦區(qū)除飲用水外的生活用水水源，以減少地表水取水量，設(shè)計(jì)處理規(guī)模為10000m3/d。

3.1.3 選煤廠補(bǔ)水。大柳塔選煤廠入洗能力為3400萬(wàn)t/a，擴(kuò)建后的補(bǔ)水量將增至10000m3/d，由于洗煤補(bǔ)充水對(duì)水質(zhì)要求較低，因此選煤廠擴(kuò)建后優(yōu)先采用大柳塔礦生活污水處理站中水8500m3/d作為補(bǔ)充水水源，不足部分采用礦井水，約需1500m3/d。

3.1.4 綠化用水。礦區(qū)的全部綠化用水采用礦井水，用水量為1520m3/d。

按上述規(guī)劃實(shí)施后，大柳塔礦井水回用率82%，活雞兔井礦井水回用率達(dá)到100%，生活污水回用率達(dá)到100%。

3.2 煤泥、煤矸石綜合利用規(guī)劃 依據(jù)大柳塔礦區(qū)煤泥、煤矸石、礦井疏干水資源量規(guī)劃建設(shè)4×350MW循環(huán)流化床發(fā)電供熱綜合利用電站，近期工程建設(shè)2×350MW機(jī)組，裝機(jī)方案擬采用直接或間接空冷汽輪發(fā)電機(jī)組，年耗煤量約為230萬(wàn)噸，燃煤為大柳塔礦矸石、煤泥。

電廠用水取自礦井水處理站的礦井水，用水量約8200m3/d，活雞兔礦井可以提供2300m3/d，大柳塔礦井可以提供6200m3/d，可以滿足電廠用水水量和水質(zhì)要求。

根據(jù)《西北“十二五”電網(wǎng)規(guī)劃》報(bào)告中的陜西省負(fù)荷預(yù)測(cè)，陜西電網(wǎng)2011年以后各年出現(xiàn)電力缺額，2012-2015年電力缺額達(dá)到1330-6570MW，規(guī)劃電源建設(shè)有需求。

根據(jù)礦區(qū)熱力發(fā)展規(guī)劃，規(guī)劃近期（2014年）熱負(fù)荷達(dá)到500t/h，礦區(qū)有供熱需求。

3.3 灰渣、煤矸石綜合利用規(guī)劃 大柳塔煤炭資源綜合利用發(fā)電工程預(yù)計(jì)產(chǎn)生粉煤灰約36.88-64.82萬(wàn)t/a，工業(yè)爐渣32.70-57.48萬(wàn)t/a。在大柳塔礦區(qū)規(guī)劃建設(shè)一座煤矸石、灰渣新型建材廠，建材廠工藝方案選用先進(jìn)的磚機(jī)及窯爐。

建材廠位置毗鄰電廠布置，新型建材廠的主要原料煤矸石、粉煤灰及爐渣。粉煤灰及爐渣由擬建電站供給，生產(chǎn)用水利用電廠廢水，新型建材廠供電、供水及供汽均由電廠統(tǒng)一考慮。

根據(jù)電廠灰渣排放量，設(shè)計(jì)新型建材車間的生產(chǎn)規(guī)模如下：年產(chǎn)蒸壓磚3.6億塊（折標(biāo)磚），年產(chǎn)燒結(jié)磚1.2億塊（折標(biāo)磚），合計(jì)生產(chǎn)規(guī)模為生產(chǎn)新型建材折標(biāo)準(zhǔn)磚4.8億塊。

4 結(jié)論

大柳塔煤炭資源綜合利用方案相當(dāng)于每年節(jié)約優(yōu)質(zhì)原煤約450萬(wàn)噸（考慮到煤矸石自燃浪費(fèi)等）；替代原有發(fā)電小機(jī)組及周邊采暖小鍋爐，煤矸石的自燃排放得到控制，該地區(qū)實(shí)際每年減排SO2排放量525t/a，減排煙塵排放量239t/a；礦井、電廠產(chǎn)生的廢水處理后可全部利用。

大柳塔礦區(qū)煤炭資源綜合利用打造了一個(gè)完整的循環(huán)經(jīng)濟(jì)鏈條，符合國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策，技術(shù)方案合理可行，是一個(gè)經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境效益、社會(huì)效益均非常好的循環(huán)經(jīng)濟(jì)項(xiàng)目。

作者簡(jiǎn)介：

王硯彬，山東電力工程咨詢員有限公司，1998年7月畢業(yè)于西安建筑科技大學(xué)，大學(xué)本科學(xué)歷，現(xiàn)從事電廠選址、規(guī)劃以及總平面布置等工作。