学文网摘要：煤矸石是我国排放量最大的工业固体废物，也是最主要的环境污染物之一。本文叙述了煤矸石堆放对环境的影响，它能够导致侵占耕地、矸石自燃及露天堆放产生大量有害气体、矸石淋溶对水环境和土壤环境的污染。以及部分矸石的堆积能够形成不稳定斜坡和泥石流物源，在一定的条件下能够诱发滑坡和泥石流地质灾害，以及它的影响机理研究。
关键词：煤矸石堆积 环境影响机理分析
0引言
煤矸石是采煤过程和洗煤过程中排放的固体废物，是一种在成煤过程中与煤层伴生的一种含碳量较低、比煤坚硬的黑灰色岩石。煤矸石的堆放是世界各主要产煤国所面临的重要环境问题之一。大量煤矸石不仅侵吞着数量本来就不足的可耕种土地，而且给环境带来极为严重的破坏，部分堆放土地成为地质灾害的隐患地，不能不令人担忧。应该给予重视。
1煤矸石堆放对矿区环境的影响分析
1.1煤矸石自燃机理分析
引起煤矸石自燃的因素虽然很多，但目前研究结果表明：黄铁矿结核体是引起煤矸石自燃的决定因素，水和氧气是煤矸石自燃的必要条件，碳元素是煤矸石自燃的物质基础。
煤层中全硫含量是由黄铁矿、有机硫和硫酸盐硫组成，其中黄铁矿和有机硫是缺氧还原环境中形成的，赋存于煤层及煤系地层中，呈结构和结晶状态，未开采前埋藏于地下，隔绝空气，难以氧化，由井下排出至矸石场后，矸石经过大面积接触氧化，同时释放热量，黄铁矿的燃点为280℃，燃点较低，很容易引起自燃，从而引起其它燃物的燃烧。其反应机理如下：
1）在供氧充足的条件下，硫铁矿与氧可发生如下反应：
4FeS2+11O2 2FeO3+8SO2+3.3MJ 2SO2+O2 2SO3+0.2MJ
2）在供氧不足的条件下，黄铁矿在氧化过程中，析出硫磺而不是SO2气体。
3）由生成的三氧化硫与水作用形成硫酸：
SO3+H2O H2SO4
硫酸液体可加速煤和硫铁矿的溶解，降低其燃点。
由上述反应式可以得出，黄铁矿在氧化过程中耗氧量较小，氧是煤矸石自燃不可缺少的条件，供氧量的多少直接影响燃烧程度的大小，如果始终保持缺氧状态，就不会发生氧化自燃。水是加速煤矸石自燃的一个重要条件，由于水的存在，黄铁矿会产生硫酸溶液，并释放热量，促进自燃。
1.2煤矸石自燃分析
根据矿区煤矸石特征，采用波兰的PSO/Z法对矿区煤矸石山的自燃倾向进行预测，计算公式为：
P= ，
其中，P——为自燃指数，
A——为各项引起自燃因素的得分。
结果见表1。
1.3煤矸石对生态的影响分析
1.3.1水质破坏
长期简单堆积的煤矸石，经过雨水的浸泽和煤矸石本身的分解，将会产生含有有害化学物质的渗滤液，其中所含的如Cu、Pb、Cr、Cd、Zn、Hg、F、As、Se等微量元素将会堆附近地区的地表及地下水系造成污染。
1.3.2污染土壤
堆放在地表的煤矸石山长期遭受风场的风蚀作用，产生大量含有各种微量元素的粉尘，随风飘扬时，沉降在周围土壤中，进而污染矸石山附近的土壤。据调查，靠近煤矸石土壤酸度较大，远离煤矸石时土壤酸度降低；非金属元素P、I、和金属元素As、Hg一般在煤矸石附近和下游20m左右含量较高，远离煤矸石堆场时含量较低。矸石经过风化、雨雪淋溶、地表径流的侵蚀，产生的有毒的液体进入土壤，能杀死土壤的微生物，改变土壤的性质和土壤结构，破坏土壤的的腐解能力。
1.3.3影响植物生长发育
矸石场的扬尘、土壤的污染，土壤理化性质和土壤结构的改变，导致矸石场附近的土壤理化性质发生改变，导致草木不生。煤矸石山风蚀产生的大量粉尘，附着于植物的表面，影响植物的呼吸作用和光合作用，从而，影响了植物的生长发育，导致矸石场附近受影响的植物生长发育缓慢。
1.4煤矸石淋溶情况分析
长期堆放的煤矸石经下渗水淋滤溶解，其中所含的如Cu、Pb、Cr、Cd、Zn、Hg、F、As、Se等微量元素将随水体污染土地和地下水。以生活饮用水标准和地面五类水标准评价，矿区煤矸石淋滤溶液中超标的元素有Cr、Zn、F、Se、Mn、Fe，其中，F、Se、Fe超标较为严重，Se的超标率为73.5%，最大超标倍数为17.8；F 的超标率为32.4%，最大超标倍数为3.1；Fe 的超标率为38.3%，最大超标倍数为1269。但是没有特异毒害性，只有在雨季会形成浸泡，引起淋溶。
1.5煤矸石空气影响分析
煤矸石自燃时将排放出大量的烟气，释放出大量有害气体，如CO2、CO、SO2、H2S、NOx等及烟尘物质，浓度较大，污染严重。Pb、Cr、Hg、F、As元素都已超《环境空气质量标准》二级标准，对当地的环境空气造成污染。
1.6煤矸石堆放诱发地质灾害分析
煤矸石的堆放是否能够引起地质灾害的发生，这与堆放区的地形地貌、地层岩性、地质构造和气象水文有关。如果堆放区的地形陡峭，岩土体的强度较低，再加上煤矸石的堆放，更加剧了降低斜坡的稳定性，当下滑力高于岩土体的抗剪强度时，则发育成滑坡。如果堆放区的地层相对稳定，堆积的矸石、煤泥过高过陡是造成的滑坡直接原因。
矿区泥石流的形成条件与一般泥石流的形成条件一样，必须具备高陡的地貌、强降雨和松散的固体堆积物，矸石等固体废弃物不合理的堆放与沟脑、坡面和河谷河道边，挤占沟床，堵塞河道造成泄洪不畅加大了沟床的纵坡降比，为泥石流的形成提供了丰富的松散物质，并加剧了矿山泥石流的发生、发展和危害。
2结论
大量煤矸石不仅侵吞着数量本来就不足的可耕种土地，而且给环境带来极为严重的破坏，部分堆放土地成为地质灾害的隐患。本文从矸石堆积对环境的影响分析着手，分别从矸石的自然机理分析、煤矸石对生态的影响分析，矸石对水质的破坏，土壤的污染，植物生长发育的影响以及煤矸石淋溶情况分析，煤矸石空气影响分析和煤矸石堆放诱发地质灾害分析。可以为煤矸石的综合利用和治理提供了依据。
参考文献:
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[2]宏全，张光灿. 煤矸石山对生态环境的影响及治理对策. 北京工业职业技术学院学报，2002，1(3)，11
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