王砚彬
山东电力工程咨询院有限公司山东济南250013
摘要:本文结合大柳塔矿区煤炭资源现状，提出矿区煤矸石、煤泥、矿井废水等废弃资源综合利用方案，建立“自然资源冥产品冥废弃物冥再生资源冥无害化排放”的循环经济体系，延长企业的产业链条，增强企业竞争力，具有良好的经济、环境及社会效益。
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关键词 :煤炭资源综合利用；循环经济；节能减排
1 概况
1.1 大柳塔矿区简介大柳塔矿区位于神府东胜矿区中部，主要开发有大柳塔矿井、活鸡兔矿井和地方煤矿。大柳塔选煤厂扩建后原煤处理能力为34.00Mt/a，每年产生煤矸石约300 万t、煤泥约260万t。煤矸石堆放占地越来越大，煤矸石对环境的污染也逐年加重，花在煤矸石上的处理费用逐年增多，煤泥的处理也非常困难。
1.2 矿区废水
1.2.1 矿井水。活鸡兔矿井生产规模1100 万t/a，2009 年矿井水处理站处理水量为226.82 万m3，回用水量139.36 万m3，回用率61.4%。目前矿井水处理后大部分回用于该矿井井下生产用水和工业场地绿化用水，多余部分排至乌兰木伦河。
大柳塔矿井生产规模1100 万t/a，2009 年矿井水处理站处理水量为347.39 万m3，回用水量120.28 万m3，回用率34.6%。目前处理后的矿井水中，有部分回用于大柳塔热电厂作为循环水补水和矿井工业场地、大柳塔生活区绿化用水，多余部分排至乌兰木伦河。大柳塔、活鸡兔的井下排水经处理后水质较好，除个别指标高于标准值外，绝大多数指标满足工业用水水质要求。
1.2.2 生活污水。大柳塔生活污水处理厂负责收集处理大柳塔井、活鸡兔矿井两个工业场地的生活生产废水和大柳塔生活小区的全部生活污水进行处理，该污水处理厂总规模8500m3/d，处理后的中水目前除部分用于生活区道路撒水和绿化外，其余均排至乌兰木伦河。外排水水质执行《污水综合排放标准》（GB8979-1996）一级标准。2009 年污水处理厂实际处理污水量为249.89 万m3/a，回用于小区绿化撒水17.3 万m3/a，回用率6.9%。
2 煤炭资源综合利用的技术可行性
2.1 煤矸石、煤泥综合利用发电供热我国目前300MW 等级的循环流化床锅炉机组，燃料采用煤矸石、煤泥等劣质燃料，都运行稳定并取得了良好的经济效益和环境效益，在技术上也是比较可靠的。
2.2 矿井水矿井疏干水可采用多种工艺进行处理，处理后的水井下复用，或用于喷雾灭尘及发电厂辅机的循环冷却，技术成熟可行。
2.3 灰渣、矸石灰渣的主要成分由硅、铝、钙、镁、铁等氧化物组成，灰渣包括粉煤灰和清渣，广泛应用于建材行业。粉煤灰陶粒是一种性能良好的人造轻集料，用于配置轻质混凝土可减轻建筑工程和公路桥梁等土木工程的自重，提高使用功能，使建筑和土木工程获得良好的经济效益。粉煤灰砖可以和普通粘土砖一样，作为承重墙体应用于工业及民用建筑。
矸石利用途径包括用作煤矸石电厂劣质燃料，制砖、生产硫酸铝、制造建筑材料、生产高标号水泥、生产无机复合肥和微生物肥料等。
3 资源综合利用规划方案
3.1 废水综合利用规划
3.1.1 综合利用电厂用水。规划综合利用电厂将替代现有大柳塔热电厂，预计新建电厂每天生产用水量约8320m3/d，规划分别取自大柳塔井和活鸡兔井矿井水处理站的矿井水，活鸡兔矿井可以提供2300m3/d，大柳塔矿井可以提供6200m3/d，可以满足电厂用水水量和水质要求。
3.1.2 大柳塔矿区生活杂用水。规划将大柳塔井的矿井排水进行深度处理，使其水质达到《生活饮用水卫生标准》（GB5749-2006）的要求，作为矿区除饮用水外的生活用水水源，以减少地表水取水量，设计处理规模为10000m3/d。
3.1.3 选煤厂补水。大柳塔选煤厂入洗能力为3400 万t/a，扩建后的补水量将增至10000m3/d，由于洗煤补充水对水质要求较低，因此选煤厂扩建后优先采用大柳塔矿生活污水处理站中水8500m3/d作为补充水水源，不足部分采用矿井水，约需1500m3/d。
3.1.4 绿化用水。矿区的全部绿化用水采用矿井水，用水量为1520m3/d。
按上述规划实施后，大柳塔矿井水回用率82%，活鸡兔井矿井水回用率达到100%，生活污水回用率达到100%。
3.2 煤泥、煤矸石综合利用规划依据大柳塔矿区煤泥、煤矸石、矿井疏干水资源量规划建设4伊350MW 循环流化床发电供热综合利用电站，近期工程建设2伊350MW 机组,装机方案拟采用直接或间接空冷汽轮发电机组,年耗煤量约为230 万吨，燃煤为大柳塔矿矸石、煤泥。
电厂用水取自矿井水处理站的矿井水，用水量约8200m3/d，活鸡兔矿井可以提供2300m3/d，大柳塔矿井可以提供6200m3/d，可以满足电厂用水水量和水质要求。
根据《西北“十二五”电网规划》报告中的陕西省负荷预测，陕西电网2011 年以后各年出现电力缺额，2012-2015 年电力缺额达到1330-6570MW，规划电源建设有需求。
根据矿区热力发展规划，规划近期（2014 年）热负荷达到500t/h，矿区有供热需求。
3.3 灰渣、煤矸石综合利用规划大柳塔煤炭资源综合利用发电工程预计产生粉煤灰约36.88-64.82 万t/a，工业炉渣32.70-57.48 万t/a。在大柳塔矿区规划建设一座煤矸石、灰渣新型建材厂，建材厂工艺方案选用先进的砖机及窑炉。
建材厂位置毗邻电厂布置，新型建材厂的主要原料煤矸石、粉煤灰及炉渣。粉煤灰及炉渣由拟建电站供给，生产用水利用电厂废水，新型建材厂供电、供水及供汽均由电厂统一考虑。
根据电厂灰渣排放量，设计新型建材车间的生产规模如下：年产蒸压砖3.6 亿块（折标砖）,年产烧结砖1.2 亿块（折标砖）,合计生产规模为生产新型建材折标准砖4.8 亿块。
4 结论
大柳塔煤炭资源综合利用方案相当于每年节约优质原煤约450万吨(考虑到煤矸石自燃浪费等)；替代原有发电小机组及周边采暖小锅炉，煤矸石的自燃排放得到控制,该地区实际每年减排SO2 排放量525t/a，减排烟尘排放量239t/a；矿井、电厂产生的废水处理后可全部利用。
大柳塔矿区煤炭资源综合利用打造了一个完整的循环经济链条，符合国家产业政策，技术方案合理可行，是一个经济效益、环境效益、社会效益均非常好的循环经济项目。
作者简介
王砚彬，山东电力工程咨询员有限公司，1998 年7 月毕业于西安建筑科技大学，大学本科学历，现从事电厂选址、规划以及总平面布置等工作。