摘 要：鄂尔多斯市是国家重要能源战略基地，其中煤炭更是重中之重，在煤炭供应方面为保障国家安全作出了重要贡献。与此同时，煤炭生产和加工过程中会产生一定比例的煤矸石，其长期大量堆积会造成环境污染、资源浪费等问题。本文简要介绍了煤矸石的结构成分与危害，分析了鄂尔多斯市煤矸石利用现状和存在的主要问题，提出了煤矸石资源化利用原则和对策建议，期望为鄂尔多斯市煤矸石资源化利用提供更多思路和途径。

鄂尔多斯市是国家规划的14个大型煤炭基地、9个大型煤电基地之一，全市煤炭探明储量2560亿吨、占全国1/6，具有储量大、品位高、易开采等特点，现有在籍煤矿320座，核定生产能力近10亿吨/年。2023年销售煤炭8.5亿吨，为保障国家能源安全作出了积极贡献。同时，在煤炭生产和洗选过程中产生了大量的煤矸石，给生态环境保护和安全生产带来一定压力。但煤矸石也因其特有的有机、无机化合物组分的存在，具有很高的利用价值，被称为“放错地方的资源”。因此，科学谋划、合理利用煤矸石，对实现资源的可持续利用、保护环境和促进经济发展具有重要意义，是新时代鄂尔多斯市走高质量可持续发展之路的重要研究课题。

一、科学认知煤矸石

（一）结构成分

煤矸石是在成煤过程中与煤共同沉积的有机化合物和无机化合物混合在一起的岩石，通常呈薄层和在煤层中或煤层顶、煤层底。煤矸石是多种岩石块的混合物，其成分相当复杂，从化学组成上看，煤矸石是由无机质和少量有机质组成的混合物。无机质主要为矿物质和水，构成矿物质成分的元素多达数十种，一般以SiO2、Al2O3为主要成分，另外含有数量不等的Fe2O、CaO、MgO、SO3、K2O、Na2O、P2O3等无机物，以及微量的稀有金属(如钛、钒、钴等)。煤矸石中的有机质随含煤量的增加而增高，它主要包括碳、氢、氧、氮和硫等。煤矸石的化学成分不稳定，不同地区的煤矸石成分也不一致且变化较大。

表1 煤矸石化学成分的大致范围

化学成分SiO2Al2O3Fe2OCaOMgONa2OK2OTiO2P2O3C

含量30～6515～402～101～41～31～21～20.5～4.00.03～0.320～30

（二）危害

大量的煤矸石露天堆放形成矸石山，其中的有害成分和化学物质可以进入大气、土壤、地表、地下水，造成环境污染；通过环境介质直接或间接进入人体，威胁人体健康。煤矸石的危害主要表现在下述几方面：一是自燃危害。煤矸石中所含的硫化铁等物质被空气氧化时，不断释放热量，热量逐渐积累导致温度不断升高。当温度达到燃点时(煤的燃点一般为360℃)，矸石中的残煤及其他可燃物便可自燃。二是对生态环境及土地资源的破坏。矸石的堆放不仅埋压或破坏了原地貌植被，而且排放过程中产生的粉尘、自燃时产生的有毒物质对植物的生存也有较大影响，主要表现在植物生长缓慢、生长量降低，草地植被种类减少、病虫害增多等，这对矿区的生态环境造成了严重危害。三是煤矸石淋溶水污染。煤矸石受到降雨喷淋或长期处于浸渍状态，矸石中的粉尘会成为水中悬浮物，有害成分溶解后进入水体、土壤，对水环境和土壤环境造成二次污染。四是地质灾害。煤矸石堆大多具有坡度陡、结构松散、防范措施少的特点，丘陵地区的部分煤矿甚至把煤矸石沿山坡随意堆放，因此还存在着很大的崩塌、滑坡和泥石流隐患。

二、利用现状

煤矸石资源化利用方式主要有土地复垦、井下充填、煤矸石发电、煤矸石制高岭土、建材产品和新材料等，合理有效底利用煤矸石既能减少土地占用，又能实现资源的循环利用和煤炭工业的绿色发展，对缓解部分原材料短缺、改善生态环境质量有着重要作用。作为国家重要的能源基地，鄂尔多斯市连续几年保障国内28个省区市的用煤需求，同时也产生了大量的煤矸石。2023年鄂尔多斯市产生煤矸石8178万吨，通过露天采坑回填、矸石发电、井下充填、制砖等资源化利用方式，处置利用煤矸石5970万吨，资源化利用率73%。一是露天采坑回填及生态修复。利用井工煤矿附近的露天采坑，采取分层碾压工艺回填煤矸石并进行生态修复，年均处置矸石约2500万吨，占总资源化利用量的41.7%。二是土地复垦。主要采取分层回填工艺对天然沟壑、采煤沉陷区等地区进行填沟造地、土地复垦，年均处置矸石约2400万吨，占总资源化利用量40%。三是矸石发电。全市已建成国能亿利、蒙泰不连沟等8家低热值煤（煤矸石）电厂，总装机容量313.2万千瓦，年均消纳煤矸石约500万吨，占总资源化利用量的8.3%。四是井下充填。推广应用连采连充、离层注浆、综采工作面架后充填等多种途径煤矸石井下充填开采技术，对煤矸石源头减量处置。现已建成裕兴、呼和乌素等13座充填开采煤矿，年均消纳煤矸石约400万吨，占总资源化利用量的6.7%。五是生产建筑材料。推进煤矸石制砖、制砂、制水泥辅料、制备陶瓷等资源化利用项目落地实施，现已建成嘉禾制砖厂等9个煤矸制砖制水泥辅料项目，年利用煤矸石约70万吨，占总资源化利用量的1.1%。六是资源化资源化利用。利用回收有益矿产品、煅烧高岭土等煤矸石资源化利用新技术，实现煤矸石资源化利用。现已建成东辰唐公塔煤矿选高岭土等10处资源化利用项目，年利用煤矸石约100万吨，占总资源化利用量的1.6%。

三、存在问题

（一）重视程度不够，缺乏统筹规划

鄂尔多斯煤矸石资源化利用还处于初级阶段，产品附加值较低，市场竞争力不强。对煤矸石的处置利用缺乏专项规划和长远设计，煤矸石资源化利用长时间处于无序发展状态。企业层面更多关注的是煤炭开采所带来的经济利益，未对煤矸石堆放场地进行科学规划，对其带来的生态环境隐患重视不够，很多煤矿甚至没有制定煤矸石治理和资源化利用规划方案，或者未严格执行既定规划方案，生态环境隐患严重。

（二）经济效益不显著，企业积极性不强

鄂尔多斯市作为产煤大市，煤矸石分布广、产量大，目前煤矸石资源化利用项目存在规模小、技术装备落后、竞争力不强等问题，经济效益较差，投资回报较低，企业投资动力普遍不足，一定程度上限制了煤矸石资源化利用产业高质量发展。如果长距离运输处理，会大大增加经济成本，企业的积极性普遍不高。

（三）未实现分质分类利用，影响利用效率

煤矸石成分复杂，不同成分其分离提取技术也各不相同。现有利用方式没有实现分质分类处理，造成了部分有效成分损失和有价值资源的浪费。而且，由于缺乏相关标准和规范要求，企业将不同类型煤矸石混合堆放，或者将煤矸石与其他固废混合堆放，给后端分类和资源化利用带来了困难。

（四）技术创新驱动和转化不足，利用水平低

虽然，目前全市陆续有一些重大煤矸石项目上马，但整体来看，现有煤矸石资源化利用企业研发投入不足，技术创新进展较慢且成效不理想；研发人员和专业技术人员不能满足煤矸石资源化利用产业发展的需要；产学研联合攻关的契合度不够紧密，造成部分成熟技术无法得到及时应用。一些高技术含量的煤矸石处理技术还处于试验阶段，短期内很难进行产业化应用。

（五）政策体系不完善，监督管理不规范

虽然政府已经出台了一些法规和扶持政策，但是政策法规体系还有待进一步健全。在政策执行过程中，还存在监管体制不衔接，相关部门的产业政策协同不够，政策实施的合力效果不强等问题。目前缺少对煤矸石资源化利用的强制性和约束性要求以及鼓励性和引导性政策，导致企业对煤矸石的资源化利用的压力和动力不足。

四、发展原则与对策

（一）发展原则

1. 资源循环利用导向原则。将煤矸石视为可循环利用的资源，而非单纯的废弃物，围绕其特性挖掘多样的利用价值，实现从源头产生到最终处置的全链条资源循环，减少对原生资源的依赖。

2. 环境友好兼顾原则。在开发利用煤矸石的过程中，始终把环境保护放在重要位置，确保各项利用举措不会引发新的环境污染问题，同时积极改善因煤矸石堆积等已造成的环境破坏。

3. 产业协同发展原则。推动煤矸石利用产业与煤炭开采、建材、化工、环保等相关产业深度融合、协同发展，通过产业间的资源共享、优势互补，提升整个产业链的效率和可持续性。

（二）对策建议

1. 加强顶层设计，推动煤矸石资源化利用效率。

尽快出台本地区的煤矸石资源化利用规划方案和管理办法，统筹布局各旗区煤矸石资源化利用项目，着力打造煤矸石资源化利用产业链，引导煤矸石资源化利用产业健康有序发展。在煤炭生产和洗选项目审批时须明确煤矸石资源化利用途径和处置方式，煤矿应制定煤矸石资源化利用实施方案，相关部门应对方案实施情况开展检查评估。建立健全煤矸石产生和资源化利用情况统计制度，充分运用财税减免、资金补贴等经济手段，加大煤矸石资源化利用的政策支持力度。

2. 全面摸清底数，强化煤矸石前端预处理。

对煤矸石的产生、堆存和利用现状进行全面摸底排查，建立鄂尔多斯市煤矸石基础信息数据库；逐步建设煤矸石智能监控系统，实现对市域内煤矸石“产、运、排、堆、用” 的实时监控，既能有效解决煤矸石乱排乱堆问题，又有助于煤矸石资源化利用工作的开展。提高煤矸石分级分质预处理和资源化利用率，在大型煤矿和洗煤厂建设煤矸石预处理中心，对煤矸石进行分级分质、资源回收，为后续深加工提供标准化和高质量的原材料，逐步构建煤矸石热值、组分属性和空间地理分布数据库，为实现煤矸石的多层次、多途径、快速高效资源化利用提供重要保障。

3. 拓展资源利用途径，实现产业创新发展。一是

深化传统利用：进一步优化煤矸石在建材（如制砖、水泥生产等）、发电领域的应用工艺，提高产品质量和能源转换效率，扩大市场份额。

二是

开拓新兴用途：积极探索在新材料（如高性能陶瓷、复合材料等）、环保（土壤修复、污水处理吸附剂等）、农业（土壤改良等）等领域的利用途径，增加其高附加值利用方式。深化成分分析与针对性利用技术，进一步精确分析鄂尔多斯煤矸石的各种成分含量及特性，除了铝含量外，关注其中的硅、铁等元素情况。根据不同成分占比，研发针对性的分离提取技术，比如对于高铝煤矸石，完善氧化铝提取工艺，提高提取效率和纯度，为后续铝制品生产等提供优质原料；开发高效燃烧及能源转化技术，研究如何让煤矸石在燃烧过程中更充分地释放能量，减少不完全燃烧带来的污染。可以探索如流化床燃烧等先进燃烧技术在煤矸石利用上的应用，使其不仅能产生热能用于发电、供热等，还能降低污染物排放。同时，开展煤矸石制氢等新型能源转化技术的研究，拓展其能源利用途径。

三是

构建煤矸石资源化利用产业链：以煤矸石为核心，串联起上下游相关产业。比如上游有煤矸石的开采、运输、预处理企业；中游发展煤矸石制砖、制水泥、生产陶粒等建材产业，以及提取有用成分后的化工产业；下游对接建筑工程、化工产品应用等领域。通过产业链的完善，实现煤矸石从废弃物到多用途产品的转变，提高其资源化利用价值。

四是

加强与其他产业的耦合共生，促进煤矸石利用产业与当地其他优势产业的协同发展。例如，鄂尔多斯有丰富的太阳能、风能资源，可探索煤矸石资源化利用产业与新能源产业在能源供应、储能等方面的合作模式。又如，结合当地农业需求，研发利用煤矸石生产土壤改良剂等产品，服务农业产业，实现不同产业间的资源共享与优势互补。

4. 加强科创人才队伍建设，促进煤矸石高效利用。

充分发挥鄂尔多斯市“科技新政2.0”“人才新政2.0”政策效能，

积极引进培育国家级、自治区级、市级高层次人才，培养煤矸石产业发展需要的人才队伍，加强高技能人才和专业技术人才队伍建设，造就更多一流的煤矸石资源化利用科技领军人才和创新团队。充分与国内外一流大院大所合作，并发挥本地院校科研机构职能，强化基础研究。建设煤矸石资源化利用研究机构和专业的成果转化组织机构，围绕煤矸石生态化处理、高附加值利用、产业链延伸，开展科研攻关。推进关键技术中试和工业化运行，推动煤矸石资源化利用产业化发展。

5. 加大政策加持，大力推动煤矸石资源化利用。

建议建立煤矸石资源化利用工作协调机制，统筹各部门的规划与政策制定、执法监管的安排部署等工作，形成齐抓共管的工作格局。建议政府出台税收优惠、财政补贴、产业扶持、专业人才培养与引进、科研基金与奖励机制等一揽子政策，鼓励企业积极参与煤矸石可持续发展，对采用新技术、高附加值利用等给予更多政策倾斜。加大招商力度，联合各行业组织、协会，面向国内一流企业开展精准招商，积极引进优势龙头企业。

五、结束语

煤矸石的资源化利用是环境保护与可持续发展的重要研究课题，需各方协同努力，不断拓展煤矸石的资源化利用途径，提升技术创新水平，使其从废弃物、有害物转变为有价值的资源，实现资源循环利用，从而踏上可持续发展道路。（李瑞芳）

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