上個世紀70年代末,我國就開始利用瓦斯。1982年,礦井瓦斯利用工程正式納入我國節能基本建設投資計劃。到目前為止瓦斯利用工程已有60多個,本世紀初瓦斯年利用量高達5億噸左右。就目前來說我國瓦斯的開采主要依靠井下抽放係統,地麵井回收的瓦斯還沒有形成規模。因此瓦斯的開采還有待於進一步完善。
我國的瓦斯利用率還處於一個很低的水平,已開采利用的瓦斯與富足的資源總量相比,可以說是少之甚少。因此我國應努力加大瓦斯的開采力度,從而使我國的能源開發朝更高的目標邁進。
煤矸石的綜合利用技術
煤礦在采煤與洗、選煤過程中剔除出來的固體廢棄物被稱為煤矸石。產生這種煤矸石的原因是由於在成煤過程中除了有大量植物殘渣沉積外,還會有來自周圍環境的泥沙。成煤後泥沙便成了煤中的灰份。灰份越低,煤越優質,優質煤一般不超過10%,當碳含量隻有20%~30%或更低,而灰份含量超過60%~70%時便成為煤矸石。由於煤層中碳與灰份的分布很不均勻,所以大多數煤層中都會或多或少夾雜有煤矸石,因此在采煤、洗煤過程中,都會有這種非煤的煤矸石被剔除出來。久而久之,這些被拋棄的煤矸石便會越積越多。
大量堆積的煤矸石會引起重力失衡,從而導致垮塌事故,同時也會給環境帶來意想不到的傷害。2004年6月5日,重慶市萬盛區萬東鎮東源煤礦突然垮塌。據居民回憶,當時聽到一聲巨響,接著地麵發生了輕微的震動。附近是8棟2層居民全部被洶湧的泥石流摧毀和掩埋了。這次事故的罪魁禍首就是煤矸石。
煤矸石中含有一定量的硫鐵礦,很容易被氧化而發熱,導致煤矸石發生自燃,從而產生多種有害氣體,如CO、CO2、SO2、H2S等。這些氣體再排向大氣中給人類的健康帶來威脅。再則暴露在環境中的煤矸石遭受風雨浸漬,其中的某些成分被水溶解,擴散到周圍環境,使水源受到汙染,從而危及農作物和水生生物,最終人類健康受到危害。此外,人們發現有些煤矸石還具有較高的放射性。若任意堆放,後果將不堪設想。
為了變廢為寶,科學家研製開發了煤矸石的綜合利用技術。目前,煤矸石資源利用量較多的是被用於生產建築材料。
1.煤矸石製磚
煤矸石作為煤矸石磚的主要原料,一般會占到坯料質量的80%以上,有的甚至全部以煤矸石為原料,而有的則摻入少量黏土。經破碎、粉磨、攪拌、壓製、成型、幹燥、焙燒等幾道工序後,就製成了煤矸石磚。在焙燒過程中也不需要再加入其他燃料。質軟、易粉碎的泥質和碳質煤矸石都是生產煤矸石磚的理想原料。1千克煤矸石的發熱量要求為2100~4200KJ/kq,過低了需要加煤,過高了又會使成磚過火。煤矸石的粉磨工序要求較高,
2.煤矸石生產輕骨料
將煤矸石破碎、磨粉之後製成顆粒狀,然後進行焙燒,再將顆粒狀煤矸石送入回轉窯,預熱後進入脫碳段,料球內的碳開始燃燒,接著進入膨脹段,最後經冷卻、篩分出廠。這種方法被稱為成球法。而非成球法是先將煤矸石破碎成5~10毫米的顆粒,直接焙燒。其工藝流程為:將破碎後的顆粒鋪在燒結機爐排上,料層中部溫度燒至1200℃,底層溫度低於350℃時煤矸石被點燃。燒結好的輕骨料經噴水冷卻、破碎、篩選出廠,而未被點燃的煤矸石經過篩選又被送回重新進行燒結。