Foundation and technology of coordinated utilization of bulk solid waste ‘Three modernizations’ in coal power base
-
摘要:
我国14个大型煤炭基地及89个大宗固体废弃物综合利用示范基地建设，标志着矿区大宗固废利用已被纳入全国战略发展布局。长期以来煤炭资源高强度的开发与利用，造成矿区浅埋煤层资源临近枯竭，煤电化基地大规模固废堆积及地表沉陷，已成为制约矿区绿色低碳、高质量发展的难题。大宗煤基固废协同利用与绿色充填是解放“三下一上”压煤，延长矿井服务年限，实现固废无害化、资源化、规模化“三化”利用的有效途径。基于产煤大省山西省、“华东能源粮仓”安徽两淮基地及宁东能源化工基地的煤基固废种类和产量，详细阐述了以煤矸石、粉煤灰、炉底渣、气化渣和脱硫石膏等为主要材料的煤基固废通过重金属吸附解吸和络合钝化技术实现无害化处置，列举煤基固废分类应用于低热值煤基固废发电、制备建筑材料如水泥、砖瓦等资源化利用途径，对比分析煤基固废采煤沉陷区复垦回填及井下充填规模化利用途径，突出煤基固废井下充填的优越性。基于煤电化基地深部煤炭资源，提出绿色充填开采理论与关键技术，包括深部煤矸石源头减量与采选充协同技术、充填材料高效制备与深部井下输送技术及煤基固废充填材料深部多场耦合机理，探究多源煤基固废从源头、过程到终端的深部充填开采全过程的技术原理与方法，以解决矿区深部井下充填的技术难题。根据宁东基地任家庄煤矿、山西省霍尔辛赫煤矿及淮北矿区地质条件和充填目的，分别提出超前钻孔注充低位充填方案、关键层非典型特征条件下多离层梯级注浆方案和煤基固废协同利用关键技术，综合矿山固废处置与利用、深部煤炭资源开发利用、地表沉陷控制、生态环境保护等优势，形成煤电化基地大宗固废协同利用与绿色开采模式，为煤炭开采高质量化和环境低损伤化提供参考。
Abstract:The construction of 14 large-scale coal bases and 89 demonstration bases for the comprehensive utilization of bulk solid waste in China marks that the utilization of bulk solid waste in mining areas has been incorporated into the national strategic development layout. The long-term high-intensity development and utilization of coal resources has caused the near depletion of shallow-buried coal seam resources in mining areas, and the large-scale solid waste accumulation and surface subsidence of coal power and chemical bases has become a problem restricting the green, low-carbon and high-quality development of mining areas. Co-operative utilization of bulk coal-based solid waste and green filling is an effective way to liberate the “three down and one up” pressed coal, extend the service life of mines, and realize the harmless, resourceful, and large-scale “three” utilization of solid waste. Based on the types and production of coal-based solid waste in Shanxi Province, the “East China Energy Granary” Anhui Lianghuai Base and Ningdong Energy and Chemical Base, it elaborates in detail the harmless disposal of coal-based solid waste through heavy metal adsorption and desorption and complexation passivation technology with coal gangue, fly ash, furnace slag, gasification slag and desulphurization gypsum as the main materials, listing the classification and application of coal-based solid waste, and the application of coal gangue, fly ash, furnace slag, gasification slag and desulphurization gypsum as the main materials. List the ways of resource utilization of coal-based solid waste classified and applied to low calorific value coal-based solid waste for power generation, preparation of building materials such as cement, bricks and tiles, etc. Comparatively analyze the ways of reclamation and backfilling of coal mining subsidence area and downhole filling and large-scale utilization of coal-based solid waste, highlighting the superiority of downhole filling of coal-based solid waste. Based on the deep coal resources of coal electrification bases, the theory and key technologies of green filling mining are proposed, including the synergistic technology of deep coal gangue source reduction and mining and filling, the technology of efficient preparation and deep underground transportation of filling materials, and the deep multi-field coupling mechanism of coal-based solid waste filling materials, and the technological principles and methods of the whole process of deep filling mining of multi-source coal-based solid waste from the source, process to the end are investigated to solve the technical problems of deep underground filling of mining areas. The technical problems of filling are solved. According to the geological conditions and filling purposes of Renjiazhuang Coal Mine in Ningdong Base, Huoerxinhe Coal Mine in Shanxi Province and Huaibei Mining Area, the key technologies of low-level filling by overdrilling, multi-separation layer stepped grouting under the conditions of atypical characteristics of key layers and synergistic utilization of coal-based solid wastes have been proposed, which comprehensively combine the advantages of disposal and utilization of solid wastes from mines, development and utilization of deep coal resources, control of subsidence of the ground surface, and ecological environment protection, and form a comprehensive plan for the disposal and utilization of bulk solid wastes from coal power and chemical bases. Coal power and chemical base bulk solid waste synergistic utilization and green mining mode, providing reference for high quality coal mining and low damage to the environment.
-
0. 引 言
近年来，随着我国西部侏罗纪煤炭资源的大规模开发利用，煤层顶板水害影响与威胁日益显现[1-4]。考虑到该地区降雨量少、蒸发强烈，属于干旱半干旱地区，做好煤炭开采过程中对含水层的保护工作极为重要[5-6]。因此，本研究区域煤炭开采的核心指导思想应为“保水采煤”，精准注浆为实现“保水采煤”的重要技术手段之一，精细探查为进行精准注浆的基础，大量学者进行了相关研究。
“保水采煤”思想最早由范立民提出，其核心内涵为寻求煤炭开采量与水资源承载力之间最优解的煤炭开采技术。秉持该思想，学者们进行了不同路线探索，总体可以归纳为3类：第1类为以顾大钊提出的煤矿地下水库技术为代表的地下水储存利用法[7-8]；第2类为通过对隔水关键层的保护,使含水层免受煤炭开采的影响 [9-10]；第3类为基于煤炭现代开采工艺,利用现代开采对地下水和地表生态的影响规律，实现“煤炭安全高效开采-地下水与地表生态保护-水资源利用一体化” [11-13]。
精准注浆的核心技术手段为定向钻孔技术，通过精准注浆切断隐蔽导水通道，驱替目标岩层中的地下水，提高目标层的隔水性能，增强岩层的力学性质，以实现煤层的安全开采[14-16]。定向钻进技术起源于石油行业，逐渐延伸到煤炭、地质等领域[17]。2013年以淮北矿区朱庄煤矿为首例，煤层底板注浆技术开始在各大矿区进行应用推广，解放了大量煤炭资源[18-23]。但是，针对我国西部侏罗系煤田水害的顶板注浆技术尚不成熟，需要进一步探索和尝试[24-27]。
精细探查为精准注浆的基础，针对西部侏罗系煤田顶板水防治，主要需要探查的目标为上覆岩层的岩性、富水性以及岩层中可能存在的隐蔽导水通道即原生裂隙。其中，地震勘探为进行精细探查的重要技术手段。目前，基于地震勘探进行岩性识别的方法主要可以分为2种，一种为基于常规波阻抗反演或拟声波反演；另外一种为基于人工智能方法 [28-30]。考虑到富水性差异可以通过岩层的电阻率响应来体现，以三维地震数据和电阻率测井数据为基础采用人工智能的方法对地层富水性预测分析是可行的[31-32]。基于地震数据进行裂隙识别主要通过相干体分析、曲率分析以及蚂蚁体追踪等技术 [33-34]。
为此，笔者针对我国西部侏罗系煤层顶板厚层砂岩水害，以黄陇煤田高家堡煤矿为具体研究对象，提出了一种秉持“保水采煤”理念，以精细探查为基础，以精准注浆为主要工程手段的厚层砂岩水害顶板防治水技术方法。这不仅对于该区域的煤矿安全高效开采具有重要意义，还实现了注浆浆液扩散的精准控制和有效封堵，节约了防治水成本，保护了地下水资源。
1. 研究区概况
高家堡井田位于鄂尔多斯盆地南缘黄陇煤田彬长矿区西北部（图1）。高家堡井田构造简单，总体构造形态为一走向NE—NEE，倾向N的单斜，发育有次级波状隆起和凹陷，在凹陷部位煤系、煤层较厚，而在隆起部位煤系、煤层较薄；沉积无煤区主要发育在较大规模的基底隆起部位。煤层倾角一般为2～7 °，东区局部最大为ll °。井田内未发现落差大于30 m的断层，煤系地层内无岩浆岩侵入。
高家堡井田内大部分地区被第四系黄土及新近系红土所覆盖，在泾河及黑河沿岸出露有白垩系下统华池组。依据钻孔揭露及地质填图资料（表1）分析，井田内地层由老至新依次有：三叠系上统胡家村组（T3h）；侏罗系下统富县组（J1f）、中统延安组（J2y）、直罗组（J2z）、安定组（J2a）；白垩系下统宜君组（K1y）、洛河组（K1l）、华池组（K1h）；新近系（N）；第四系更新统（Q1+3）、全新统（Q4）。井田内三叠系、侏罗系、白垩系、新近系、第四系均为不整合接触。
表 1 高家堡煤矿地层一览表Table 1. Gaojiapu Coal Mine strata list地层系统 代号 厚度/m 岩性描述 系 统 组 第四系 全新统 Q4 0～20 砾石、砂土及冲积层 上更新统 Q3 7～5 土黄色粉砂质黄土、松散状。质均，孔隙度大 中更新统 Q2 60～130 黄色亚粘土，致密，较Q3坚硬，含蜗牛化石 下更新统 Q1 0～45 粘土质黄土，夹有钙质结核层 新近系 N 40～116.52 棕红色粘土，富含大量海绵状钙核 白垩系 下统 华池组 K1h 91.55～529.1 紫红色泥岩夹同色细粒砂岩，区内沟谷有出露 洛河组 K1l 75～555.88 紫红色中−粗粒砂岩夹泥岩及砂岩，巨厚层状，具有大型交错层理 宜君组 K1y 0～76 棕红色块状砾岩，成分主要为石英岩、花岗岩及少量的变质岩块 侏罗系 中统 安定组 J2a 7.27～110.56 紫红、灰绿色杂砂岩夹砂质泥岩及泥灰岩透镜体 直罗组 J2z 0～86 灰、灰绿色粗砂岩，上部夹暗紫色泥岩 延安组 J2y 0～153.36 整体分为三段，第一段为灰色泥岩含4煤层，第二段为灰色砂泥岩互层，含41煤 下统 富县组 J1f 0～28.16 下部发育中粗砂岩、角砾岩，上部为紫红色铝土质泥岩 三叠系 上统 胡家村组 T3h 35～67 灰绿色中细砂岩夹泥岩，含灰质结核。泥岩为黑色、黑灰色质细、致密，水平层理极其发育，稍微风化即成“镜片” 井田主要含水层和隔水层由上至下分别为第四系全新统（Q4）冲、洪积层孔隙潜水含水层；第四系中更新统（Q2）黄土孔隙～裂隙潜水含水层；新近系（N）红土隔水层段；新近系（N）砂卵砾含水层段；白垩系下统华池组（K1h）砂岩裂隙含水层段；白垩系下统洛河组（K1l）砂岩孔隙～裂隙承压含水层段；白垩系下统宜君组（J2y）砾岩裂隙含水层段；侏罗系中统安定组（J2a）岩隔水层；侏罗系中统直罗组（J2z）砂岩裂隙承压含水层；侏罗系中统延安组（J2y）煤层及其顶板砂岩承压含水层；侏罗系下统富县组（J1f）隔水层组。其中，洛河组地层较厚，富水性相对较好，单位涌水量为0.231 2～2.248 L/(s·m)，大部地段为中等富水，局部地段属强富水；渗透系数为0.062 3～1.552 m/d，其他含水层的富水性差。
高家堡矿区至今虽未发生突水事故，但已统计最大工作面涌水量为3 724 m3/h。从已回采工作面开采情况和矿井水情分析，工作面采煤活动形成的顶板导水裂隙带已经与洛河组含水层沟通，造成工作面持续性大量涌水，由此产生了高额的矿井水处理成本，也给煤矿安全生产带来了巨大隐患。
2. 富水性及岩性反演
通过上文分析本次反演目标为上覆岩层的岩性及富水性分布特征。需要反演的目的层较多，剖面上岩性组合及含水层分布特征存在明显差异。为此，选用地震波形指示反演技术，分层段分层次分别开展岩性及富水性反演工作。该方法利用地震波形横向相似性驱动高频测井信息实现反演，不仅可以实现高分辨率波阻抗反演，还可以实现自然伽马、电阻率和孔隙度等非波阻抗参数的相控高分辨率模拟，突破了地震反演只能得到波阻抗结果的局限性[35]。
2.1 方法原理
地震波形指示反演实现过程中，首先通过奇异值分解实现井旁地震道波形动态聚类分析，建立地震波形结构与测井曲线结构的映射关系，生成不同类型波形结构（代表不同类型的地震相）的测井曲线样本集；然后通过分析不同类型波形结构对应的样本集分布，分别建立不同地震相类型的贝叶斯反演框架；其次在不同贝叶斯框架下，分别优选样本集的共性部分作为初始模型进行迭代反演；最后在反演迭代过程中，以样本集的最佳截止频率为约束条件，得到高分辨率的反演结果。具体反演流程如图2所示。
2.2 岩性反演
图3为伽马曲线（GR）与砂、泥岩相的分布直方图。由图3可以看出，伽马曲线对砂岩有相对较高的敏感性，故选取GR波形指示模拟对砂岩进行预测。随后，根据地震解释层位建立初始框架模型，结合测井资料插值得到低频模型作为参与波形指示反演的初始模型。通过对已知井的相关指数进行统计分析，选择最佳拟合样本数，作为地震波形空间变化对储层的影响程度的表征；选定高频截止频率，基于结构样本进行随机反演，获得基于GR曲线的波形指示模拟反演结果。图4为基于波形指示反演获得岩性识别结果与过井位置处测井解释结果对比图。图4中黄色部分为砂岩，灰色位置为泥岩。同时煤层在GR测井上显示极低值，砂岩在测井上的响应特征为相对低值，泥岩在测井上的响应特征为高值，反演结果与测井曲线响应特征表现基本一致，表明基于波形指示反演进行本研究区的岩性识别是可行的。
![]()
图 3 自然伽马曲线砂、泥岩响应特征分析Figure 3. Analysis of response characteristics of natural gamma curve sand and mudstone2.3 富水性反演
根据表2，在岩性解释基础上结合抽水试验结果对地层富水性进行了划分，并总结了不同富水性地层的测井响应特征,强水层响应特征：POR>20%，VSH<20%，SP<−20；水层响应特征：POR:13%～20%，VSH<20%，SP<−10；非水层响应特征：POR<13%，或SP<−10。
表 2 流量测试-测井含水层综合解释Table 2. Flow test-logging aquifer comprehensive interpretation井号 深度/m 岩性 测井响应 含水性 SP GR VSH/% POR/% 流量/（m3·h−1） 解释结论 T1 570~610 中细砂岩 <−28 <45 <18 >13 5.08~8.08 水层 610~620 中粒砂岩 <−35 <35 <10 >20 56.58~81.25 强水层 620~660 中粒砂岩 <−30 <35 <12 >13 6.73~10.78 水层 680~700 中粗砂岩 <−40 <40 <12 >13 3.37~5.39 水层 T2 570~610 中细砂岩 <−25 <45 <19 >13 5.45~7.96 水层 610~620 中粒砂岩 <−22 <45 <18 >20 33.55~38.15 强水层 620~660 中粒砂岩 <−15 <50 <15 >13 7.27~8.95 水层 680~700 中粗砂岩 <−10 <50 <20 >13 3.36~4.77 水层 根据抽水试验所建立的水层划分标准及不同水层对应的测井响应特征，在岩性解释成果基础上进一步开展Vsh 波形指示模拟和孔隙度模拟反演，完成了含水层模型构建。首先在VSH波形指示模拟成果数据体中，以VSH大于20%作为约束条件，对GR波形指示模拟砂岩预测成果进行遮挡，剔除较致密砂岩层和泥岩层；其次在孔隙度模拟反演成果基础上，以孔隙度小于13%作为约束条件，对VSH小于20%的GR波形指示模拟砂岩预测数据体进行再次遮挡处理，进一步剔除低渗透性砂层，最终形成研究区煤层上覆岩层中高承压含水层预测成果数据体（图5）。如图5所示，洛河组上段地层为中等富水性；洛河组中段地层为中等−强富水性；洛河组下段中上部地层为中等富水性，下段下部地层为弱富水性；安定组及直罗组中上段地层为隔水层；直罗祖下段及延安组上段地层富水性低，地下水径流滞缓。
3. 裂隙识别
地震属性，如相干、方差、相似性、曲率、蚂蚁体等，可以用来表征断裂，然而上述属性其算法均由于本研究使用的三维地震资料品质和自身算法局限性，预测效果不佳，与地质规律有差异。此外，采集脚印的存在也进一步降低上述这些属性的分辨能力。运用多属性融合对断裂/裂隙分析时，可以有效地去除采集脚印干扰，提高分辨能力，其预测结果更符合地质规律，表征的断裂特征更加精细和准确。
在相干、相似性和照明体属性分析的基础上，采用地震各向异性表征所进行的多属性融合获得的裂隙识别结果如图6所示。从图6中可以看出，裂隙在纵向上的展布规律具有断续分布特点，说明单条裂隙纵向延伸较短，呈蠕虫状；裂隙发育具有分段性特征，相对集中分布在洛河组中下段。在平面上，裂隙主要发育方向为NW-NWW，以井27-2为界限，上部裂隙较发育，下部裂隙发育相对较少。这种多级别、多段性的裂隙发育特点，决定了井田生产过程中容易形成多频率、多级次的冲击矿压显现，且由于裂隙相对分散的特点，治理难度较大。
4. 工程实例
为进一步验证方法的可行性，选取高家堡井田二盘区204工作面为具体研究对象，该工作面为二盘区的第4个回采工作面；回采长度1 455 m，面宽200 m，面积约29.1万m2；开采煤层为侏罗系中统延安组4煤。工作面范围内4煤层底板标高+72.4～+147.0 m，煤层起伏较大；煤厚5.9～15.0 m，平均约10.99 m，采用综采方法开采。
式（1）为通过收集黄陇煤田内数据利用多元回归分析获得的导水裂隙带发育高度预测公式[1]，通过计算获得204工作面采高为10 m时导水裂隙带的发育高度,如图7所示。
![]()
图 7 导水裂隙带发育标高平面分布Figure 7. Plane distribution of development elevation of water-conducting fracture zone$$ H = 0.815\;B + 10.577\;M - 60.486 $$ (1) 注：式中M为煤层采高，m； B为工作面跨度，m。
如图8所示，当煤层开采10 m时，导水裂隙带基本发育到洛河组中段靠下附近，该段主要发育砂岩，富水性中等，原生裂隙相对较发育。如果不对该区域进行治理，煤层开采后导水裂隙带以及原生裂隙两者将形成导水通道，洛河组中段上部富水区域将与采煤工作面沟通给煤层开采将带来巨大安全隐患。为了避免采动裂隙破坏预注浆形成的隔水层，同时最大限度地阻滞上覆地层中含水层中水的下泄，需在导水裂隙带发育顶端位置附近进行注浆，以达到堵水、减水的作用，保障煤层的安全高效开采。事实证明，工作面推采进入原生裂隙发育位置后，涌水量开始快速上升，致使被迫停止推采，开始预注浆进行治理。
![]()
图 8 富水性−裂隙−导水裂隙带发育高度综合剖面Figure 8. Comprehensive cross section of water-rich-fracture-water-conducting fracture zone development height图9为注浆堵水、减水工程的钻孔轨迹布置图，注浆层位主要选择在洛河组中段底部，标高在300～330 m之间，按照扩散半径30 m的范围设计，水平分支钻孔的间距为60 m，轨迹方向垂直裂隙发育方向，共布置1个主孔，8分支孔。通过水平钻孔的方法在目的层内进行预注浆，加固薄弱地层，阻滞洛河组中、上段水量下泄，减少矿井水外排，保护洛河组地下水资源。
通过地面预注浆，204工作面推采过程中矿井涌水量由治理前的最大3 400 m3/h减少至2 100 m3/h，并趋于稳定下降状态，工作面涌水量减少超过1 000 m3/h。同时，面前淋水量减少、淋水时间缩短，改善了生产条件，未发生灾害性突水，对比相邻的202、203工作面推采情况，204工作面多推采275 m，多回收35万t煤炭资源。
5. 结 论
1）通过分析研究区富水性及岩性的测井响应特征，优选了能够表达岩层岩性以及富水性的敏感曲线，通过波形指示反演解释了煤层上覆岩层的岩性展布形态以及富水性特征。其中，对煤层开采隐患最大的为洛河组中段上层，该区域岩层主要为中粗粒砂岩，为中等−强富水含水层。
2）在相干、相似性和照明体属性分析的基础上，通过多属性融合对煤层上覆岩层中原生裂隙进行精细刻画。在纵向上的展布规律具有断续分布特点，且发育具有分段性特征，相对集中分布在洛河组中下段。在平面上，裂隙主要发育方向为NW-NWW，以井27-2为界限，上部裂隙较发育。若导水裂隙带与原生裂隙沟通，将会对煤层开采造成巨大安全隐患。
3）综合考虑煤层上覆岩层岩性、富水性和原生裂隙分布特征以及导水裂隙带发育高度预测结果，选择对洛河组中段底部，即标高在300～330 m之间通过水平孔进行注浆，加固薄弱地层，阻滞洛河组中、上段水量下泄，减少矿井水外排，保护洛河组地下水资源。经过地面预注浆治理，204工作面涌水量减少超过1 000 m3/h。与相邻工作面对比，改善了生产条件，多回收35万t煤炭资源。
4）形成了一种秉持“保水采煤”的思想，以精细探查为基础，以精准注浆为手段的厚层砂岩水害精准注浆防治水技术，通过对关键层位精准注浆达到了煤层开采过程中堵水、减水的治理目标，有效保护了地下水资源，提高了煤炭采收率，为治理黄陇煤田厚层砂岩水害提供了一种可行的办法。
-
![]()
图 1 我国14个亿t煤炭基地及典型煤电化基地区域分布
Figure 1. Regional distribution of 14 billion tons coal bases and typical mining areas in China
![]()
图 2 典型煤电化基地省份“十三五”期间一般工业固体废弃物年产量及综合利用率
Figure 2. Annual output and comprehensive utilization rate of general industrial solid waste in typical mining provinces during the 13th Five-Year Plan period
![]()
图 3 2022年宁东基地和两淮基地煤基固废产量占比
Figure 3. Proportion of coal-based solid waste production in Ningdong Base and Huainan and Huaibei Base in 2022
![]()
图 4 2022年宁东基地和两淮基地煤基固废综合利用量
Figure 4. Comprehensive utilization of coal-based solid waste in Ningdong base and Lianghuai base in 2022
![]()
图 5 煤电化基地大宗固废“三化”协同利用主要途径
Figure 5. Coal−based solid waste resource utilization main pathway
![]()
图 6 重金属吸附−钝化技术原理示意[13]
Figure 6. Technical principle of heavy metal adsorption and passivation technology
![]()
图 7 两淮基地煤矸石与粉煤灰矿物成分
Figure 7. Mineral composition of coal gangue and fly ash in Huainan and Huaibei Mining Area
![]()
图 8 煤基固废充填材料性能研究路线
Figure 8. Performance research route of coal-based solid waste filling material
![]()
图 9 煤矸石源头减量与采选充协同技术
Figure 9. Synergistic technology of coal gangue source reduction and mining and filling
![]()
图 10 充填材料高效制备与深部井下输送技术
Figure 10. Efficient preparation of filling materials and deep underground transportation technology
![]()
表 1 典型矿区充填矿井汇总
Table 1 Summary of filling mines in Huainan and Huaibei Mining Area
煤矿 产能/(Mt·a−1) 充填材料 充填方式 地理位置 刘东煤矿 0.45 膏体 采空区原位充填 安徽淮北 界沟煤矿 1.4 膏体 离层注浆充填 安徽淮北 杨庄煤矿 2.1 固体 采空区原位充填 安徽淮北 五沟煤矿 0.9 固体 采空区原位充填 安徽淮北 刘店煤矿 1.5 膏体 离层注浆充填 安徽淮北 海孜煤矿 1.2 膏体 离层注浆充填 安徽淮北 杨柳煤矿 1.8 浆体 离层注浆充填 安徽淮北 袁二煤矿 1.5 浆体 离层注浆充填 安徽亳州 祁南煤矿 2.6 浆体 离层注浆充填 安徽宿州 桃园煤矿 1.8 浆体 离层注浆充填 安徽宿州 临涣煤矿 2.6 浆体 离层注浆充填 安徽淮北 谢桥煤矿 9.6 膏体 采空区原位充填 安徽阜阳 新元煤矿 2.7 固体 采空区原位充填 山西寿阳 霍尔辛赫 4.0 浆体 离层注浆充填 山西长治 鸿福煤矿 0.6 膏体 采空区原位充填 山西太原 古书院煤矿 3.3 膏体 离层注浆充填 山西晋城 南阳坡煤矿 1.2 固体 采空区原位充填 山西大同 东曲煤矿 3.6 固体 采空区原位充填 山西古交 新阳煤矿 3.2 膏体 采空区原位充填 山西孝义 华晟荣煤矿 1.8 固体 采空区原位充填 山西长治 高河矿 6.0 膏体 采空区原位充填 山西潞安 红石湾矿 0.6 固体 采空区原位充填 宁夏灵武 任家庄矿 3.6 浆体 采空区原位充填 宁夏灵武 银星一井 4.0 固体 采空区原位充填 宁夏银川 
下载: 导出CSV
-
[1] 王双明,申艳军,宋世杰,等. “双碳”目标下煤炭能源地位变化与绿色低碳开发[J]. 煤炭学报,2023,48(7):2599−2612. WANG Shuangming,SHEN Yanjun,SONG Shijie,et al. Change of coal energy status and green and low-carbon development under the “dual carbon” goal[J]. Journal of China Coal Society,2023,48(7):2599−2612.
[2] 袁 亮. 我国煤炭主体能源安全高质量发展的理论技术思考[J]. 中国科学院院刊,2023,38(1):11−22. YUAN Liang. Theory and technology considerations on high-quality development of coal main energy security in China[J]. Bulletin of Chinese Academy of Sciences,2023,38(1):11−22.
[3] 李全生. 井工煤矿减损开采理论与技术体系[J]. 煤炭学报,2024,49(2):988−1002. LI Quansheng. Reduction theory and technical system of underground coal mining[J]. Journal of China Coal Society,2024,49(2):988−1002.
[4] 奚弦,桑树勋,刘世奇.煤矿区固废矿化固定封存CO2与减污降碳协同处置利用的研究进展[J/OL].煤炭学报,1−16[2024-04-16]. https://doi.org/10.13225/j.cnki.jccs.2023. 1075. XI Xian, SANG Shuxun, LIU Shiqi.Progress in research of CO2 fixation and sequestration by coal mine solid waste mineralization and co-disposal of pollution and carbon reduction[J/OL].Journal of China Coal Society,1−16[2024-04-16]. https://doi.org/10.13225/j.cnki.jccs. 2023.1075.
[5] 周 楠,姚依南,宋卫剑,等. 煤矿矸石处理技术现状与展望[J]. 采矿与安全工程学报,2020,37(1):136−146. ZHOU Nan,YAO Yinan,SONG Weijian,et al. Present situation and prospect of coal gangue treatment technology[J]. Journal of Mining & Safety Engineering,2020,37(1):136−146.
[6] LIU Shuai,JIAO Jin ,YU Huayang,et al. Promotional effect of shaped coal gangue composite phase change agents doping in asphalt on pavement properties[J]. Construction and Building Materials,2024,411134447.
[7] 孟凡会,张敬浩,杜 娟,等. 煤基固废制泡沫陶瓷的发泡工艺研究及应用进展[J]. 洁净煤技术,2022,28(1):155−165. MENG Fanhui,ZHANG Jinghao,DU Juan,et al. Research and application progress of foaming technology of foam ceramics made from coal-based solid waste[J]. Clean Coal Technology,2022,28(1):155−165.
[8] 王晓丽,林忠财. 固废基低钙固碳水泥熟料组成设计及烧成过程[J]. 建筑材料学报,2022,25(11):1115−1120. WANG Xiaoli,LIN Zhongcai. Composition design and sintering process of solid waste-based low-calcium carbon-fixing cement clinker[J]. Journal of Building Materials,2022,25(11):1115−1120.
[9] 李会泉,胡应燕,李少鹏,等. 煤基固废循环利用技术与产品链构建[J]. 资源科学,2021,43(3):456−464. LI Huiquan,HU Yingyan,LI Shaopeng,et al. Recycling and product chain of coal- based solid waste[J]. Resources Science,2021,43(3):456−464.
[10] 苏博文,史公初,廖亚龙,等. 工业固体废弃物制备二氧化硅功能材料的研究进展[J]. 材料导报,2021,35(3):3026−3032. SU Bowen,SHI Gongchu,LIAO Yalong,et al. Research progress on functional materials preparation of silica from industrial solid waste[J]. Materials Reports,2021,35(3):3026−3032.
[11] 郭振忠,高 强,李恩全,等. 矸石回填复垦技术在许厂煤矿土地治理中的应用[J]. 煤田地质与勘探,2019,47(S1):62−64. GUO Zhenzhong,GAO Qiang,LI Enquan,et al. Application of gangue backfilling and reclamation technology in land management of Xuchang coal mine[J]. Coal Geology & Exploration,2019,47(S1):62−64.
[12] 秦琪焜,方健梅,王根柱,等. 煤矸石与城市污泥混合制备植生基质的试验研究[J]. 煤炭科学技术,2022,50(7):304−314. QIN Qikun,FANG Jianmei,WANG Genzhu,et al. Experimental study of planting substrate mixed with coal gangue and municipal sludge[J]. Coal Science and Technology,2022,50(7):304−314.
[13] 杨 科,赵新元,何 祥,等. 多源煤基固废绿色充填基础理论与技术体系[J]. 煤炭学报,2022,47(12):4201−4216. YANG Ke,ZHAO Xinyuan,HE Xiang,et al. Basic theory and key technical of multi-source coal-based solid waste for green backfilling[J]. Journal of China Coal Society,2022,47(12):4201−4216.
[14] 周林邦, 孙星海, 刘 泽, 等. 大掺量粉煤灰基矿井充填材料的制备、工作性与微观结构研究[J]. 煤炭学报,2023,48(12):4536−4548. ZHOU Linbang, SUN Xinghai, LIU Ze, et al. Study on preparation, working performance microstructure of coal mine filling material with large amount of fly ash[J]. Journal of China Coal Society,2023,48(12):4536−4548.
[15] 胡炳南,刘鹏亮,崔 锋,等. 我国充填采煤技术回顾及发展现状[J]. 煤炭科学技术,2020,48(9):39−47. HU Bingnan,LIU Pengliang,CUI Feng,et al. Review and development status of backfill coal mining technology in China[J]. Coal Science and Technology,2020,48(9):39−47.
[16] 刘建功, 李新旺, 何 团. 我国煤矿充填开采应用现状与发展[J]. 煤炭学报,2020,45(1):141−150. LIU Jiangong, LI Xinwang, HE Tuan. Application status and prospect of backfill mining in Chinese coal mines[J]. Journal of China Coal Society,2020,45(1):141−150.
[17] 杨 科, 魏 祯, 赵新元, 等. 黄河流域煤电基地固废井下绿色充填开采理论与技术[J]. 煤炭学报,2021,46(S2):925−935. YANG Ke, WEI Zhen, ZHAO Xinyuan, et al. Theory and technology of green filling of solid waste in underground mine at coal power base of Yellow River Basin[J]. Journal of China Coal Society,2021,46(S2):925−935.
[18] 郭文兵,马志宝,白二虎. 我国煤矿“三下一上”采煤技术现状与展望[J]. 煤炭科学技术,2020,48(9):16−26. GUO Wenbing,MA Zhibao,BAI Erhu. Current status and prospect of coal mining technology under buildings,water bodies and railways,and above confined water in China[J]. Coal Science and Technology,2020,48(9):16−26.
[19] 朱磊,古文哲,袁超峰,等. 煤矸石浆体充填技术应用与展望[J/OL]. 煤炭科学技术,1−16[2024-04-16]. http://kns.cnki.net/kcms/detail/11.2402.TD.20240401.1023.004.html. ZHU Lei,GU Wenzhe,YUAN Chaofeng,et al. Application and prospect of coal gangue slurry filling technology[J/OL]. Coal Science and Technology,1−16[2024-04-16]. http://kns.cnki.net/kcms/detail/11.2402. TD.20240401.1023.004.html.
[20] 张吉雄,张 强,周 楠,等. 煤基固废充填开采技术研究进展与展望[J]. 煤炭学报,2022,47(12):15. ZHANG Jixiong,ZHANG Qiang,ZHOU Nan,et al. Research progress and prospect of coal based solid waste backfilling mining technology[J]. Journal of China Coal Society,2022,47(12):15.
[21] 孙希奎. “三下”采煤膏体充填开采技术研究[J]. 煤炭科学技术,2021,49(1):218−224. SUN Xikui. Research on paste backfilling mining technology of coal mining under buildings,water bodies and railways[J]. Coal Science and Technology,2021,49(1):218−224.
[22] YANG Ke,ZHAO Xinyuan,WEI Zhen, et al.Development overview of paste backfill technology in China’s coal mines:a review[J]. Environmental Science and Pollution Research,2021.
[23] 吴少康,张俊文,徐佑林,等. 煤矿高水充填材料物理力学特性研究及工程应用[J]. 采矿与安全工程学报,2023,40(4):754−763. WU Shaokang,ZHANG Junwen,XU Youlin,et al. Research and engineering application on physical and mechanical properties of coal mine high water filling materials[J]. Journal of Mining & Safety Engineering,2023,40(4):754−763.
[24] 许家林. 煤矿绿色开采20年研究及进展[J]. 煤炭科学技术,2020,48(9):1−15. XU Jialin. Research and progress of coal mine green mining in 20 years[J]. Coal Science and Technology,2020,48(9):1−15.
[25] 刘建功,赵家巍,刘扬,等.煤矿矿区普适性拓展型固体改性充填采煤技术与装备[J/OL].煤炭学报,1−19[2024-04-04]. LIU Jiangong, ZHAO Jiawei, LIU Yang,et al. Development status and prospect of universal technology of extended solid modification filling mining in coal mine[J].Journal of China Coal Society,1−19[2024-04-04].
[26] 梁卫国,郭凤岐,于永军,等.煤矸石井下原位智能分选充填技术研究进展[J/OL].煤炭科学技术,1−14[2024-04-04]. LIANG Weiguo, GUO Fengqi, YU Yongjun,et al. Research progress on in-situ intelligent sorting and filling technology of coal gangue underground[J]. Coal Science and Technology,1−14 [2024-04-04].
[27] 谢和平,张吉雄,高 峰,等. 煤矿负碳高效充填开采理论与技术构想[J]. 煤炭学报,2024,49(1):36−46. XIE Heping,ZHANG Jixiong,GAO Feng,et al. Theory and technical conception of carbon negative and efficient backfill mining in coal mines[J/OL]. Journal of China Coal Society,2024,49(1):36−46.
[28] 黄艳利,王文峰,卞正富. 新疆煤基固体废弃物处置与资源化利用研究[J]. 煤炭科学技术,2021,49(1):319−330. HUANG Yanli,WANG Wenfeng,BIAN Zhengfu. Prospects of resource utilization and disposal of coal-based solid wastes in Xinjiang[J]. Coal Science and Technology,2021,49(1):319−330.
[29] 郭洋楠, 李能考, 何瑞敏. 神东矿区煤矸石综合利用研究[J]. 煤炭科学技术,2014,42(6):144−147. GUO Yangnan, LI Nengkao, HE Ruimin. Study on comprehensive utilization of coal refuse in Shendong Mining Area[J]. Coal Science and Technology,2014,42(6):144−147.
[30] 李 强, 艾 锋, 王 玺, 等. 煤基固废协同矿山土壤生态修复的理论解析与实践探索: 以陕西榆林市为例[J]. 西北地质,2023,56(3):70−77. LI Qiang, AI Feng, WANG Xi, et al. Theoretical analysis and practical exploration on ecological restoration of mines with multi-source solid wastes: example from Yulin City, Shaanxi Province[J]. Northwestern Geology,2023,56(3):70−77.
[31] 刘小铭, 艾 锋, 李 强, 等. 陕北侏罗纪煤田煤矸石的特性与研究进展[J]. 陕西煤炭,2024,43(03):53−58. LIU Xiaoming, AI Feng, LI Qiang, et al. Characteristics of coal gangue of Jurassic coal field in Northern Shaanxi[J]. Shaanxi Coal,2024,43(03):53−58.
[32] 山西省发展和改革委员会,山西省煤炭工业厅.山西省“十三五”煤炭工业发展规划[EB/OL].(2017-05-22) [2024-04-16]. https://www.shanxi.gov.cn/zfxxgk/zfxxgkzl/ fdzdgknr/ghxx/201705/t20170522_6446345.shtml [33] 安徽省发展和改革委员会.安徽省煤炭工业发展“十四五”规划[EB/OL].(2022-03-31)[2024-04-16]. https://www.ah.gov.cn/group6/M00/05/A0/wKg8BmKMSNCADp_RAAVaZzPnqrs940.pdf [34] 淮南市自然资源和规划局.淮南市矿产资源总体规划(2021-2025年)[EB/OL].(2023-11-17)[2024-04-16]. https://zrzyj.huainan.gov.cn/group1/M00/18/E4/rB406mVcJhKAMeWFAAW_CIUeHps634.pdf [35] 宁夏回族自治区人民政府. 宁东能源化工基地“十四五”发展规划[E/OL] [1-11-25]. https://www.nx.gov.cn/zwgk/qzfwj/202112/t20211207_3207682.html [36] 山西省统计局.山西省2016-2020统计年鉴[EB/OL]. (2017-2021)[2024-04-16]. https://tjj.shanxi.gov.cn/sxsj-show/yearData [37] 宁夏回族自治区统计局.宁夏2016−2020统计年鉴[EB/OL].(2017-2021)[2024-04-16]. https://nxdata.com.cn/ publish.htm?m=getMorePublish&bc=A01&cn=G01 [38] 安徽省统计局.安徽省2016-2020统计年鉴[EB/OL]. (2017-2021)[2024-04-16]. http://tjj.ah.gov.cn/ssah/qwfbjd/ tjnj/index.html [39] 淮南市生态环境局.淮南市“十四五”危险废物工业固体废弃物污染环境防治规划[EB/OL].(2022-05-17) [2024-04-16]. https://www.huainan.gov.cn/public/ 6596035/1259151959.html [40] 王小云,牛艳霞. 煤矸石研究综述:分类、危害及综合利用[J]. 化工矿物与加工,2023,52(11):18−25. WANG Xiaoyun,NIU Yanxia. Review of research on coal gangue with its classification,hazards and comprehensive utilization[J]. Industrial Minerals & Processing,2023,52(11):18−25.
[41] 王玉涛. 煤矸石固废无害化处置与资源化综合利用现状与展望[J]. 煤田地质与勘探,2022,50(10):54−66. WANG Yutao. Status and prospect of harmless disposal and resource comprehensive utilization of solid waste of coal gangue[J]. Coal Geology & Exploration,2022,50(10):54−66.
[42] 淮北市经济和信息化局. 淮北工业产业基本情况[E/OL]. [2021-08-13]. https://jxj.huaibei.gov.cn/jxsj/cyfz/56770181.html [43] 刘衢州, 张林林. 淮南矿区煤矸石综合利用的调研分析[J]. 生物化工,2021,7(6):135−137, 141. LIU Quzhou, ZHANG Linlin. Investigation and analysison comprehensive utilization of coal gangue in Huainan Mining Area[J]. Biological Chemical Engineering,2021,7(6):135−137, 141.
[44] 郭文兵,赵高博,白二虎,等. 中部矿粮复合区采煤沉陷及耕地损毁研究现状与展望[J]. 煤炭学报,2023,48(1):388−401. GUO Wenbing,ZHAO Gaobo,BAI Erhu,et al. Research status and prospect on cultivated land damage at surface subsidence basin due to longwall mining in the central coal grain compound area[J]. Journal of China Coal Society,2023,48(1):388−401.
[45] 刘 春,俞显忠. 安徽省煤炭资源可利用性和保障程度分析[J]. 中国煤炭,2023,49(6):1−6. LIU Chun,YU Xianzhong. Analysis of the availability and guarantee degree of coal resources in Anhui[J]. China Coal,2023,49(6):1−6.
[46] 陈登红,华心祝,李寒旭,等. 安徽省煤炭产业发展概况及未来发展趋向[J]. 安徽科技,2020,(10):36-38. CHEN Denghong,HUA Xinzhu,LI Hanxu, et al. The development situation and future development trend of coal industry in Anhui Province. Anhui Science & Technology,2020,(10):36-38.
[47] 张吉雄,张 强,巨 峰,等. 深部煤炭资源采选充绿色化开采理论与技术[J]. 煤炭学报,2018,43(2):377−389. ZHANG Jixiong,ZHANG Qiang,JU Feng,et al. Theory and technique of greening mining integrating mining,separating and backfilling in deep coal resources[J]. Journal of China Coal Society,2018,43(2):377−389.
[48] 张吉雄,屠世浩,曹亦俊,等. 煤矿井下煤矸智能分选与充填技术及工程应用[J]. 中国矿业大学学报,2021,50(3):417−430. ZHANG Jixiong,TU Shihao,CAO Yijun,et al. Coal gangue intelligent separation and back filling technology and its engineering application in underground coal mine[J]. Journal of China University of Mining & Technology,2021,50(3):417−430.
[49] 张吉雄,张 强,巨 峰,等. 煤矿“采选充+X”绿色化开采技术体系与工程实践[J]. 煤炭学报,2019,44(1):64−73. ZHANG Jixiong,ZHANG Qiang,JU Feng,et al. Practice and technique of green mining with integration of mining,dressing,backfilling and X in coal resources[J]. Journal of China Coal Society,2019,44(1):64−73.
[50] 屠世浩,郝定溢,苗凯军,等. 深部采选充一体化矿井复杂系统协同开采[J]. 中国矿业大学学报,2021,50(3):431−441. TU Shihao,HAO Dingyi,MIAO Kaijun,et al. Research on synergetic mining for mining,dressing and backfilling integrated deep mines with complicated systems[J]. Journal of China University of Mining & Technology,2021,50(3):431−441.
[51] 张吉雄,周 楠,高 峰,等. 煤矿开采嗣后空间矸石注浆充填方法[J]. 煤炭学报,2023,48(1):150−162. ZHANG Jixiong,ZHOU Nan,GAO Feng,et al. Method of gangue grouting filling in subsequent space of coal mining[J]. Journal of China Coal Society,2023,48(1):150−162.
[52] 徐文彬,陈 伟,张亚伦,等. 深部充填开采矸石-粉煤灰料浆流变特性研究[J]. 煤炭科学技术,2023,51(3):85−93. XU Wenbin,CHEN Wei,ZHANG Yalun,et al. Research on rheological characteristics of gangue-fly ash slurry in deep filling mining[J]. Coal Science and Technology,2023,51(3):85−93.
[53] 王小林,郭进平,吴爱祥,等. 基于骨料运移的高浓度充填管道磨损机制[J/OL]. 中国有色金属学报:1−15[2024-01-04] WANG Xiaolin,GUO Jinping,WU Aixiang, et al. Wear mechanism of high-concentration filling pipeline based on aggregate migration[J/OL]. The Chinese Journal of Nonferrous Metals,1−15[2024-01-04].
[54] 谢和平,高 峰,鞠 杨. 深部岩体力学研究与探索[J]. 岩石力学与工程学报,2015,34(11):2161−2178. XIE Heping,GAO Feng,JU Yang. Research and development of rock mechanics in deep ground engineering[J]. Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering,2015,34(11):2161−2178.
[55] 李 猛,张吉雄,黄 鹏,等. 深部矸石充填采场顶板下沉控制因素及影响规律研究[J]. 采矿与安全工程学报,2022,39(2):227−238. LI Meng,ZHANG Jixiong,HUANG Peng,et al. Control factors of stope roof subsidence in deep gangue back filling mining and its influences law[J]. Journal of Mining & Safety Engineering,2022,39(2):227−238.
-
期刊类型引用(5)
1. 冯健，张彪，师素珍，康玉国. 导水裂隙带发育高度的精细刻画技术研究. 中国煤炭地质. 2025(04): 31-36+50 . 
百度学术
2. 郑凯凯，张应涛，聂雄雄. 黄陇煤田综放采煤工作面顶板厚层砂岩水害探查与评价. 能源技术与管理. 2024(01): 122-125 . 百度学术
3. 闫和平，李文平，段中会，杨玉贵. 黄陇煤田典型特厚煤层综放开采涌水机理与导水裂隙带发育规律. 煤田地质与勘探. 2024(05): 129-138 . 百度学术
4. 隋来才，刘少炜，张普纲，芦文增，赵国贞，高强，赵建忠. 煤矿地下精准注浆技术与发展现状. 煤炭技术. 2024(11): 161-165 . 百度学术
5. 杨小全，李媛，郑洁铭，周全超，谯贵川，李秀军. 孔隙砂岩电动化学注浆试验研究. 煤炭科学技术. 2023(S1): 328-333 . 本站查看
其他类型引用(0)
计量
- 文章访问数: 352
- HTML全文浏览量: 40
- PDF下载量: 132
- 被引次数: 5
