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我國是煤炭資源開采大國，據統計，2023年我國煤礦4300余處，煤炭產能47.1億噸。其中山西、內蒙保持超過10億產量引領其他省份，陜西、新疆、貴州、河南等地也有上億產能，7省占據全國87.7%的原煤產能。

數據來源：國家統計局、中國煤炭工業協會

但煤炭開采、洗選等過程會產生大量的固體廢棄物——煤矸石，是一種在成煤過程中于煤層伴生的一種含碳量較低、比煤堅硬的黑灰色巖石，包括煤炭圍巖、夾石、洗煤挑出的矸石等，三者所占比例分別為45%、35%和20%。煤矸石排放量根據煤層條件、開采條件和洗選工藝的不同有較大差異，一般掘進矸石占原煤產量的10%左右，選煤矸石占入選原煤量的12%~18%，平均占我國煤炭生產總量的15%~20%，也就是每年生產原煤1億t，排放矸石1500萬t以上。根據中國環境報道，我國2021年產排煤矸石7.35億噸、2022年產排7.91億噸、2023年產排8.29億噸，迄今堆存超過50億噸。

但問題是，如此多的煤矸石，我們該如何處置？

1）填埋和筑路

填埋和筑路是最簡單、最直接的利用方式。在粒徑級配、含水率和壓實度合適的情況下，由煤矸石路基具有較好的強度、穩定性、承載能力，能夠滿足相關規范要求。邢汾高速邢臺至冀晉界路段在修建時首先采用了煤矸石筑路的方式，消納了邢臺七里河南岸堆積40年、占地400余畝、高120米的矸石山。

邢汾高速，圖源：網絡

2）煤矸石磚建材利用

不知道大家有沒有印象，在90年代農村隨處可見紅磚燒制廠，其就是取粘土燒制紅磚。但隨著時代發展，黏土已經成為戰略資源，因此粘土磚也被禁止生產，磚廠也就廢棄。取而代之的是，煤矸石、尾礦等燒結磚和水泥蒸養磚。其中煤矸石在燒制過程中，自身具有一定熱值，燒制過程可節約燃料降低能耗，因此被稱為內燃磚。

廢棄磚廠，圖源：網絡

3）燃料利用

煤矸石盡管不是煤炭，但其是煤炭伴生的巖石，內部含有一定量的碳組分，而當煤矸石中碳含量超過15%時，經過粉碎燃燒后，可以釋放較高的熱量，可以應用于發電站發電使用。放眼全國，依靠煤矸石發電的電廠裝機容量已達到500 萬kW以上，目前煤矸石每年用于發電的處理量超過5 000萬t。

4）井下填充

硬度大是煤矸石的顯著特點，是煤礦采空區回填常用的填充物質，當然也可以在一定的配比情況下，作為土地以及耕地的組成部分，按照國家有關規定，也可在井下將煤矸石直接回填

5）元素提取

一些煤矸石與粉煤灰含較豐富的鋰、鎵、鍺、汞、鎳、硒等稀有元素，可以對其進行有價元素的提取。一些礦區已經建立煤矸石電解鋁廠，成功地提煉了金屬鋁，但其他鋰、鎵、鍺等微量元素的研究大部分仍處于實驗室階段，研究重點是微量元素的賦存情況、富集、浸出和分離。

根據相關報道，當前我國煤矸石綜合利用率73.6%。但填埋、鑄路占總量的35%—45%；煤矸石電廠燃燒和其他燃料利用占10%—15%；矸石磚等建材利用占5%—10%；井下開采充填占3%—7%；元素提取的方式相對較少，資源回收率不高。

由于我國“富煤少油”的資源特性，煤炭仍將長期做為我國的主要能源現狀無法改變。煤炭的持續開采，將進一步產生更多的煤基伴生廢物，如何利用好這些煤矸石，關系到煤炭行業“碳中和、碳達峰”目標的實現。

轉載請注明來源“河北省固廢建材化利用科學與技術重點實驗室”

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主要參考：

國家統計局，《中國統計年鑒2023》

中國煤炭工業協會 《2023煤炭行業發展年度報告》

中國環境，《我國煤矸石堆存量已超過50億噸，如何處理？》

梅陸森,周瑞清,馬騰.煤矸石綜合利用與資源化應用路徑研究[J].內蒙古煤炭經濟,2023,(23):73-75。

張少華,王浩東.我國煤矸石綜合利用現狀及產業化分析[J].資源節約與環保,2024,(02):24-27+46。

郭富強,劉昆侖,俞喬,楊秦禮,蘇蓬.煤矸石綜合利用途徑探討[J].煤炭加工與綜合利用,2023,(08):89-93+98。