近日，由中国矿业大学、生态环境部南京环境科学研究所、山西潞安矿业（集团）有限公司等共同研发完成的《煤矸石山自燃污染控制与生态修复关键技术及应用》项目获得2019年国家科技进步二等奖。

治理困难 急需解决

      煤矸石山自燃会释放SO2、H2S、CO、NOx、粉尘等，是区域大气污染的重要来源，是亟须破解的生态环境保护难题。据不完全统计，我国中西部年产煤矸石近6亿吨，约1200余座矸石山自燃，已经成为京津冀及周边大气污染防治的重要内容，也是“一带一路” 能源开发必须面对和解决的环境问题。

      煤矸石山自燃的污染物属于无组织排放、难以纳入环境统计范畴，自燃治理与生态修复是从源头上防治大气污染的必然途径。煤矸石山治理存在燃点判定难、安全灭火难、有效防火难、植被恢复难等问题，导致治理后复燃率高达60%以上。

技术爆发 源头治理

      该项目针对上述环境管理需求和技术难题，在国家863计划、国家自然基金等支持下，历经十余年的科技攻关与实践，取得如下创新成果:

      1、发明了煤矸石山自燃位置监测诊断技术:燃点定位是精准控火阻燃的关键。针对煤矸石山深部自燃位置点难以确定的问题，发明了热红外与近景摄影测量、三维激光扫描等相耦合的表层自燃位置定位技术，构建了基于表层温度场和修正热传导模型的深部自燃位置点解算模型，实现了矸石山自燃立体监测定位及预警，表层自燃位置定位精度为0.15cm，温度偏差t3"C，深部自燃位置点预计偏差0.15~0.5m，解决了自燃位置定位的难题。

       2、首创了浅层喷浆与钻孔注浆相结合的安全灭火技术、材料及装备:灭火是控制矸石山有害气体析出的关键。针对矸石山灭火易中毒、易灼伤、易爆炸的问题，发明了一机双泵的远距离(30-50m)、大流量(80m3/h)浅层喷浆快速控火技术和变浓度、变流量(1-15m3/h)的间隔交替式防爆阻燃型深部注浆灭火技术，配套发明了以阻燃剂为核心、混配灵活、入渗封闭性强、持久控火的阻燃材料和变流量、变浓度的多功能控火阻燃设备，灭火效率提高近3倍，解决了控火阻燃、防爆炸的难题。

      3、创立了煤矸石山抑氧隔氧耦合防火技术:防火是杜绝煤矸石山自燃和治理后复燃的关键措施。针对氧化菌催化、氧气驱动的自燃机理，发明了杀菌剂和还原菌耦合的抑制氧化防火材料和粉煤灰与黄土混合覆盖碾压隔氧防火材料和装置，形成了抑氧隔氧耦合防火技术，并据此提出了菌剂喷洒、分层碾压、燃区隔离、格室堆储的新排矸石堆储技术。

      4、研发了防燃型生态修复技术:植被恢复是煤矸石山自燃治理的终极目标，也是解决大气扬尘的主要措施。针对煤矸石山缺土问题，发明了以植物胶黏合剂为核心的喷播植物生长基质、防火层与植物根系相共生的士工格室结构、柔性护坡装置、防燃型植物群落等植被恢复方法，植被恢复后覆盖率在90%以上。

国际先进 治理奇效

      据介绍，项目共获得自主知识产权35项，其中授权国家发明专利18项。项目颁布企业标准2部，获省部级一等奖2项、二等奖2项。发表论著100余篇(部)，被引用3000余次。经鉴定，项目成果整体达到国际先进水平，部分成果达到国际领先水平。

      与此同时，项目成果在山西长治、阳泉、大同、河南平顶山等地治理了40余座矸石山，技术应用10年后未发生复燃，植被覆盖率达90%以上，治理后区域大气中SO2等有害气体浓度降低50%以上，并降低了扬尘出现率。项目应用之处全部达到国家有关空气质量标准二级，促使矸石山综合治理纳入国务院印发《打赢蓝天保卫战三年行动计划》，经济、环境和社会效益显著。