据省统计局、省自然资源厅数据记载，2020年山西省煤炭产量约为10.2亿吨，而矸石山是煤矿最显著的标志之一，采煤时，煤矸石会被分离出来堆放在一边，久而久之堆积成山，造成大面积土地资源浪费、环境污染与安全隐患。矸石山自燃过程中，会释放产生大量的SO2、H2S、P2O5、CO　等有害气体，威胁居民健康，带来安全隐患与环境风险。

山西综改示范区山西金土地生态环境治理科技股份有限公司（以下简称“金土地”）长期专注于煤矿区排矸场、污染矿区、荒山、采石场及污染河道等困难立地条件下的生态治理相关的学术研究、科技推广、成果转化，为山西转型发展、实现“双碳”目标作出了积极的贡献。

从“火焰山”到“花果山”

每年春天，山西焦煤西山煤电屯兰矿的矸石场充满了生机，大片的植被沐浴在春风里，一到夏天，这里的小山坡上都会开满野花，和以往寸草不生，烟雾缭绕的矸石山没有一点关系，这样的景象离不开金土地的治理。“这座山坡原本是山西焦煤西山煤电屯兰矿的矸石场，十几年来大量堆放的煤矸石不仅占土地，自燃后产生的有害气体，严重影响了周边生态环境。传统的治理方法，大多数是把矸石用土掩埋后，再做片石和水泥护坡。这种办法刚开始看着不错，可用不了几年，护坡表面就开始脱落，需要一次次返工，费力花钱，效果还不好。”金土地董事长王志勇告诉记者。

传统的这种治理方法，专业上叫作刚性治理，随着时间的推移存在很多弊端，为了解决这一问题，金土地发明了一种柔性治理方法，通过彻底灭火、稳固山体、生态恢复三个步骤，把矸石山恢复到它几千年以来应有的生态系统。

住在山西焦煤西山煤电屯兰矿的居民纷纷表示：“以前这个矸石山经常是着着火，冒着烟，尤其下过雨之后，烟雾腾腾的，远处根本看不清这座山，经过金土地的治理，这里短短几年时间就实现了从‘火焰山’到‘花果山’的神奇转变。”

传统治理方式治标不治本

尤为关键的是，目前多数矸石山处于自燃状态，不仅大量排放SO2、CO、H2S和NO2等有毒有害气体及镉、铅、汞、铬、砷、铜、锌等重金属离子，而且还产生大量的有机污染物，从而导致周边土壤、水体和大气质量的整体下降。仅以SO2排放为例，按照我省50%的矸石在堆积过程中发生自燃，平均含硫1.5%计算，仅SO2排放一项即高达1280万吨，以50年燃尽估算，我省每年因煤矸石自燃排放的SO2约为25.6万吨，约占我省SO2年排放量的三分之一。更为严重的是，自燃矸石山易引发爆炸，一旦危害较大的水煤气（类似瓦斯）爆炸发生，将发生恶性后果，例如群体性伤亡，河流堵塞等。如果煤矸石存量较大，对环境会带来很大的危害。

当前，相关的环境恢复治理、土地复垦、矿山生态环境保护与恢复治理等技术标准，对矸石山自燃及环境综合治理的适应性较差，缺乏针对性强的矸石山生态环境恢复治理方面的技术规范。矸石山传统治理模式多依靠分层覆土、挖除火源、注浆等工艺进行简单灭火，表面上矸石山自燃问题得到了初步控制，但矸石山治标(灭火)不治本（复燃）的现象屡见不鲜。因此，矸石山治理项目普遍会陷入重复治理、重复投资的恶性循环。“矸石山综合治理技术是一套系统集成技术，系统灭火防复燃、山体整形排水、生态恢复各环节相互联系缺一不可。人为割裂三者间的系统性，灭火、山体整形、生态修复各自为政，实践中自燃风险高。”王志勇告诉记者。

28种方法化废物为资源变包袱为财富

矸石山自燃和空气流通形成的供氧机制有关，排矸场坡面存在的沟蚀、裂隙，以及矸石山未进行有效的碾压夯实导致不稳定沉降，形成了沿山体结合部的小裂隙，成为空气进入矸石山的入口，同时矸石自上而下倾倒给深部供氧提供了条件，诱导矸石山内部的氧气流动，使得矸石山出现自燃。

基于热量聚散梯度理论和进风通道分析，金土地提出了系统灭火防复燃技术体系，其中包括分层碾压、挖除灭火、复合式挡墙、复合式排洪管涵、环坡脚封闭灭火、表层喷浆辅助灭火、田字形开沟注浆灭火、山体结合部灌浆灭火等28种治理方法。

与此同时，金土地还搭建起了自燃风险预警系统及煤矸石在线监测平台，通过治理前监测全面准确掌握矸石火情分布，指导工程设计；治理中检验治理工艺有效性，根据测温结果实时调整治理工艺；治理后全面检验治理工程的治理效果及矸石堆体内部温度变化趋势，真正实现一站式污染场地修复服务。“化废物为资源、变包袱为财富，是实现煤矸石综合利用的必由之路，也是生态文明建设的迫切需求。因此，在进行充分的风险评估及建立完善的监测体系的基础上，对新排煤矸石进行无害化处置后实现资源化封存，待资源化、产业化、规模化技术成熟后对其进行资源性利用，是彻底解决矸石占地、污染及自燃的根本性措施。”对于煤矸石综合利用，王志勇说出了自己的见解。

在双碳背景下开展煤矸石资源化利用、研发及封存是实现煤企低碳转型和高质量发展的必由之路。利用丰富的矸石山土地资源，发展煤企背景下的光伏产业，是当前传统煤企向新能源绿色发展的主战场。尊重自然和科学规律，以系统方法论为指导，以矸石山实时智能长期监测系统为基石，因地制宜，一山一策，多技术手段集成配套，科学处置矸石山的全生命周期各技术环节，耦合矸石山治理与光伏产业化建设，在确保矸石山长期安全稳定的基础上，达到矸石山的光伏产业化利用、矸石资源化封存以及固碳减排的低碳转型和高质量发展目标，同时实现农光互补，振兴乡村经济，巩固扶贫成果。 （叶芝花 ）