煤矸石发电厂环境友好性定量分析初探.pdf

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1、煤矸石发电厂环境友好性定量分析初探吉林省电力科学研究院孙成勋杨晓瑛李润琴[摘要]：利用煤矸石发电是目前我国煤矸石综合利用的有效途径，煤矸石发电不仅综合利用其所含热量，而且从土壤环境、大气环境、地表水环境、地下水环境及环境风险方面具有明显的环境友好性，能够有效解决目前煤矸石大量堆放所产生的环境问题，但目前国内尚未开展全面定量分析煤矸石发电厂工程环境友好性的工作。本文以吉林省白山市拟建的煤矸石电厂为例，采用模拟计算及采样分析的方法，从土壤环境、大气环境、地表水环境、地下水环境及环境风险等五个主要的方面初步分析了煤矸石发电厂工程综合利用煤矸石的环境友好性。[关键词]：煤矸石发电

2、厂环境友好性定量0引言发和利用，拟建设一座燃烧煤矸石为主（掺烧中煤矸石是采煤过程和洗煤过程中排放的固体煤、煤泥）的发电厂，一期建设2×300MW机组，废物，是一种在成煤过程中与煤层伴生的含碳量煤矸石燃用量约为180万t/a。较低、比煤坚硬的黑灰色岩石。主要包括巷道掘2占地效应分析进过程中的掘进矸石、采掘过程中从顶板、底板2.1矸石山占地计算模式及夹层里采出的矸石以及洗煤过程中挑选出的洗假定煤矸石在平地堆积，且堆积体呈圆椎体，矸石。煤矸石的大量堆放，不仅压占土地，影响矸石山体及占地面积计算模式如下：21/3生态环境与自然景观，矸石淋溶液污染周围土壤V＝[6tgβ·tgα/（

3、2tgβ＋πtgα）]/H22和地下水、地表水，而且还存在滑坡、泥石流等A＝（1/tgα·tgβ＋π/2tgβ）·H3环境风险。式中：V－矸石山体积，m1白山市煤矸石资源概况及电厂建设概况H－矸石山高度，m（一般在50m～100m）2白山市煤炭资源丰富，目前煤炭生产能力980A－矸石山占地面积，m万t/a，可产生煤矸石约190万t/a。在近60年的α－矸石山轨道上升倾角，一般取20°、开采过程中形成的矸石山煤矸石约6100万t，占25°、30°2地面积超过300万m（经遥感测定估算量）。白山β－矸石山安息角，一般取40°市正在开采的煤炭保有地质储量近6.96亿吨，其2.2

4、计算结果及分析中可采储量约为5.47亿吨，潜在煤矸石资源量约分别以50m、60m、70m、80m、90m、100m堆为7108万吨。目前该区域无大量综合利用煤矸石积高度，以20°、25°、30°为堆积α角进行计的行业，由煤矸石大量堆放导致的环境污染呈加算，对不同堆积方式单位面积煤矸石堆积量进行重趋势。为发展循环经济，促进煤矸石资源的开计算，计算结果见表1。表1单位面积煤矸石堆积量计算结果所产生的粉煤灰全部综合利用，基本不涉及占地，3计算条件煤矸石堆积量（m）因此工程建设会大大降低煤矸石对土地资源的占α角202530用。H＝50m16.716.716.6H＝60m20.02

5、0.019.93土壤环境影响分析H＝70m23.423.323.33.1土壤监测布点H＝80m26.726.726.6H＝90m30.030.029.9为了解现有煤矸石对土壤环境的影响，本次H＝100m33.433.333.2论证在苇塘、湾沟、八宝及道清矸石山周围分别由表1可见，在β角一定的情况下，单位面设置监测点对土壤环境质量进行监测。其中苇塘积矸石堆积量主要取决于堆积高度。根据表1，计矸石山主导风向下风向与水流方向不一致，分别算工程服役期内2×300MW机组燃用的煤矸石如果设采样线进行采样分析，湾沟矸石山无明显水流堆积形成的矸石山数量见表2。方向，选择主导风向下风向作

6、为采样线，道清矸表2矸石山数量计算结果石山主导风向下风向与水流方向基本一致，设一计算条件矸石山数量（座）α角202530条采样线。每条采样线分别与矸石山距离5m、10m、H＝50m32637541915m、20m、50m、100m、200m、500m各设置一个采H＝60m189217243H＝70m119137153样点，监测项目为Hg、Cr、Pb、As、Zn、Cu。H＝80m80921023.2监测结果H＝90m566472H＝100m414752通过分析，Cr未检出，Hg、Pb、As、Zn、Cu由表2计算结果可见，如果现有的全部可用监测结果见图1～6。煤矸石资源量10

7、246万t全部堆积形成矸石山的图1土壤中汞监测结果话，可以形成矸石山最少41座，最多可形成4190.140.12座。根据白山市目前煤矸石堆积遥感测定情况，0.1苇塘风向0.08苇塘水流0.06湾沟5984万吨堆积形成超过201座矸石山来看（遥感道清0.04监测结果（mg/kg）0.02实际测定量），全部煤矸石依照现在的堆放方式，012345678形成的矸石山将超过345座。监测点位根据各矸石山占地面积计算结果，堆积高度图2土壤中铅监测结果取100m时占地最少为224.7ha，取50m时占地最3530多为447.8ha，根据白山