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浅谈煤矸石在道路工程中的综合利用

【摘要】煤矸石是煤炭生产中排放的固体废物，是我国目前年

排放量和累计存贮量最大的工业废弃物。发展煤矸石在道路工程中

的综合利用，变废物为资源，是节约能源、节约土地、保护环境、

发展循环经济、建设节约型社会的重大举措。

【关键词】煤矸石；道路工程；应用可行性；分析

1.煤矸石的环境影响

1.1占用土地

土地资源是自然环境资源的重要组成部分，是不可替代的生产

要素。土地是矿物质的储存所，它能生长草木和粮食，也是人类、

野生动物和家畜的栖息所，是重要的生命支持系统。节约土地和保

护环境都是我国的基本国策。由于目前我国煤矸石的综合利用率较

低，其堆放要占用大量土地，约为10.5万亩。

1.2污染环境

煤矸石中除含有大量的碳、硅、铝、铁、钙、镁等常量元素外，

还含有各种痕量的重金属元素及硫化物，这些元素经过风化、淋溶

作用，形成酸性溶液，随雨水流入河道、渗入地下，从而污染了地

表水、地下水及土壤，导致土壤酸化或碱化，土壤板结，使农作物

生长发育受到影响，有的因污染严重无法耕种。

1.3自燃现象

煤矸石的自燃是一个较为普遍的现象，目前矿山排出的煤矸石

大多堆放在矿井四周，由于煤矸石含一定量的碳，在堆放时由于受

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到透气性、温度、水分及矸石中所含硫铁矿等因素的影响，当外界

条件适宜时，会产生自燃现象。

2.煤矸石的性质

2.1物理化学特性

煤矸石是随煤层伴生的矿物质，实际上是一种夹在煤层间的脉

石，它主要由炭质页岩、泥质页岩、砂质页岩等岩石组成，其中数

量最大的是炭质页岩，其次为泥质页岩、砂质页岩，还含有少量的

石英、云母等硬质岩，压碎值小于30%，级配良好，最大干密度在

1.90g/cm3～2.04g/cm3之间。煤矸石堆存时间越长，其力学性质越

稳定，越有利于用作路面基层材料。

2.2煤矸石的化学成分

煤矸石的化学成分主要有硅、铝、铁的氧化物，大约占总质量

的60%以上，其次是钙、镁、硫等的氧化物。

2.3煤矸石的风化

煤矸石在大气中容易风化、崩解，其原因在于温度变化、盐类

结晶、冰劈等作用。

2.3.1温度变化

温度变化是引起风化的主要因素。煤矸石呈黑褐色，吸热能力

极强，当温度变化时大块煤矸石受热或冷却，不同的矿物颗粒间的

联结力遭到破坏，使煤矸石产生裂隙，崩解分离成松散矿物颗粒。

2.3.2盐类结晶

煤矸石中溶于水的盐分也会产生一定的破坏作用。有些盐类具

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有很强的吸湿性，能从空气中吸收大量的水分而潮解。随着温度的

升高，水分蒸发，当盐分又结晶析出时，其体积增大促使煤矸石胀

裂。

2.3.3冰劈作用

当雨水或融雪水浸入煤矸石孔隙或裂缝后，若温度低于0℃时，

水变成冰，体积膨胀约9%，这对裂缝会产生很大的膨胀力，使煤矸

石逐渐崩解成碎块。

3.路用可行性

3.1基层应用

因为煤矸石颗粒具有一定的棱角和粗糙表面，碾压后相互紧密

嵌锁，产生一定的摩阻力，并且煤矸石颗粒与胶凝材料相互作用，

使煤矸石路面基层获得承载力。