淮南塌陷区煤矸石充填复垦的碳减排效益

以淮南矿区塌陷区煤矸石充填复垦为例,计算了煤矸石堆存带来的潜在碳排放量、矸石山侵占土地生态系统碳储量变化及塌陷区生态系统碳储量变化.结果表明,淮南矿区煤矸石山堆存碳密度远远超过了其覆盖的当地原本自然生态系统碳储存密度,二氧化碳排放潜在风险很高.煤矸石充填复垦,能固定煤矸石中的大量的碳,还可以增加塌陷区生态系统的碳储量,有着很好的碳减排效益.     

唐山地区采煤沉陷区矸石充填复垦安全性分析

利用矸石充填复垦是平原矿区采煤沉陷地复垦耕地的常用方法之一,但矸石充填复垦用于农业种植的土体污染问题受到广泛关注。文中通过对矸石充填土壤剖面中涉及食品安全的典型污染元素Cd、Cr、Cu、Ni、Pb进行了研究。结果表明,唐山地区煤矸石作为充填材料复垦耕地对土壤层不存在重金属污染风险,可用于农作物种植。     

煤矸石充填复垦采煤塌陷区可行性分析

煤矸石充填塌陷区后是否产生重金属污染是目前充填复垦中亟需解决的关键问题。为分析煤矸石充填复垦塌陷区的可行性,以徐庄煤矿煤矸石为例,通过现场采样和实验室实验的方法分析砷（As）、镉（Cd）、铬（Cr）、汞（Hg）和铅（Pb）重金属对复垦环境的影响。实验结果表明:煤矸石重金属含量很低、性质稳定;在淋溶和浸泡状态下,煤矸石中重金属的水溶性和淋溶性较差,降雨对煤矸石的淋溶作用不会造成重金属污染;煤矸石周边土壤重金属含量符合国家相关标准。研究表明煤矸石充填复垦塌陷区是可行的。     

矿区煤矸石堆对土壤重金属污染时空特征研究

伴随着煤炭资源的大量回采,产生了大量的煤矸石经过地表堆积形成矸石山。矸石山侵占大量土地的同时会释放多种有害重金属元素,能够在周围土壤中进行富集,通过食物链在生态中传递,会对煤矸石周围人群造成伤害。煤矸石周围土壤中重金属分布规律对于矿区生态安全具有重要意义。以山西某矿区两个典型矿井矸石山堆积地为研究对象,基于数理统计方法,分析了周围环境和土壤中七种重金属的分布特征。研究结果表明:甲、乙煤矿的煤矸石七种重金属元素含量明显高于当地背景值,Cr的污染最大,污染最小的是Hg;下风向区域的重金属污染含量明显高于上风向的重金属含量;平面方向上,煤矿甲的土壤重金属污染明显高于煤矿乙对土壤的污染与煤矿矸石堆堆放时间有关;煤矿矸石堆周围重金属元素含量随着距矸石堆的距离增加而减少,其变化趋势存在差异;随着采矿活动的不断进行,矿区矸石堆周围土壤中能够明显的表现出重金属积累的特征;甲、乙煤矿矸石堆周围土壤重金属元素含量随着深度的增加呈递减趋势。土壤中的重金属元素主要集中在土壤表层。煤矿甲在剖面方向上重金属含量煤明显高于煤矿乙。      

煤矿区土地复垦中土工布技术应用浅谈

矿区固体废弃物,富含酸性污染物和大量有毒重金属离子,用于充填复垦塌陷区不可避免地造成对矿区及周边环境的污染。为了防止固体废弃物充填塌陷区过程中的二次污染,作者建议尝试土工布污染环境工程修复措施,利用土工布的过滤、排水、隔离、防渗和加筋的功能,阻止固体污染物扩散,抑制对底部土壤和地下水的污染。     

高潜水位矿区煤矸石充填复垦对环境的影响

通过对2个矿区不同煤矸石浸泡和淋溶的试验。对煤矸石所含部分微量元素对环境的影响进行了试验研究和分析。试验结果显示，在高潜水位矿区复垦中，充填的煤矸石大半位于潜水位以下，煤矸石（尤其是新矸石）中氟的淋溶和迁移对水质有影响；煤矸石本身重金属含量较低，性质较稳定，煤矸石的风化分解对可溶态重金属含量无明显影响；降雨对煤矸石的淋溶作用不会造成重金属的环境污染，通过科学试验和合理设计，证明用煤矸石充填复垦矿区土地是可行的。     

采煤塌陷区煤矸石回填复垦技术

利用废弃煤矸石回填采煤塌陷区建筑用地,是一条矿区综合治理的有效途径,既减轻了煤矸石对环境的污染,又降低了地基建设成本。运用室内试验与工程实践相结合的方法,对煤矸石的物化性质、力学性质、工程性质等进行研究分析,初步建立了煤矸石回填建筑用地可行性分析、复垦场地选址、复垦场地规划、回填标高与覆土厚度确定、回填地基处理、复垦分区与施工、地基承载力检测等一套完整的复垦体系。结果表明:在进行矸石回填地基处理时,宜选择已经稳沉的区域,避免二次变形对地基稳定性的影响;对项目区分区、分块进行施工,提高矸石利用率;在地基处理时,采用分层回填、多次振压处理的方法,经振动压实处理后,煤矸石地基的承载力远远大于天然土地基,完全能够满足建筑工程需要。     

神东高强度开采煤矸石规模化利用模式研究

针对神东高强度开采矸石产量大且现有各种矸石利用、处置方式均存在一定局限性，导致矸石消化能力不足的问题，提出了神东高强度开采煤矸石规模化利用模式，分析了神东各矿井矸石产量及实际生产条件、神东矿区矿井实际情况及周边产业分布情况、各矿煤矸石利用途径，总结了煤矸石发电、煤矸石铺路、煤矸石生产建筑材料、煤矸石制高岭土、煤矸石用于农业和工业、煤矸石井下充填利用等，构建了神东矿区煤矸石规模化利用模式，实现煤矸石地面资源化利用，结合矿井回收煤柱、灾害治理等进行矸石充填开采，消耗剩余大部分矸石，且应用充填开采不得影响矿井产量，同时对充填方式进行适当优化，精准落实“一矿一策”,形成条带胶结膏体充填、综采膏体充填、注浆充填、固体充填、“采选充”一体化充填和多模式综合充填等神东井下分类精准化充填模式。这种“地面资源化利用+井下精准化充填”矸石规模化利用模式，能够实现经济效益和矸石处置、灾害治理效益最大化。     

井下矸石充填系统方案研究

为实现煤炭绿色开发利用,建设绿色矿山,解决矸石对生态环境的污染问题,霍州煤电集团某新建矿井采用机械化矸石充填技术,在井下设置一套完整的固体充填系统及煤矸石分选系统,井下掘进矸石不升井和初选煤矸石一起充填采空区,地面设置膏体充填防灭火系统,选煤厂的洗选矸石与粉煤灰、水泥等制备成浆料进行采空区防灭火注浆。该方案减少了矸石的无效运输,实现了井下矸石不出井,不可利用矸石全部返井,解决了矸石的污染问题,对类似矿井具有一定的参考意义。     

浅议矸石回填采煤塌陷区的生物复垦技术

结合煤矸石的性质和风化特点,对矸石回填采煤塌陷区的生物复垦技术进行了研究,探讨了矸石复垦土地的种植技术和管理措施,提出了多种矸石复垦土地的改良方法和治理措施,对今后矿区的土地复垦和环境治理工作具有一定的指导意义。     

两淮矿区煤矸石的卫生填埋与生态恢复

利用煤矸石填充塌陷区,对矿区土地复垦起到一定的积极作用,但煤矸石的淋溶渗滤液,已经地下水资源和土壤带来了极大的污染,通过对淮南矿区煤矸石常规填埋法造成的危害及其污染途径进行讨论,提出了对煤矸石进行卫生填埋,走综合治理与可持续发展相结合的道路,以恢复矿区生态环境的观点。     

采用煤矸石预回填技术复垦采煤塌陷地的研究

旗山煤矿本着"增加有效耕地面积,返耕于民"的思想,采用煤矸石预回填技术对部分采煤塌陷地进行复垦,取得了巨大成功。文章介绍了旗山煤矿采用煤矸石预回填技术复垦西大吴村采煤塌陷地的实践,总结了此举的诸多优点,可供今后的煤矿塌陷区土地复垦工作借鉴。     

基于煤矸石填料的路基结构体受力性能分析

为进一步探索煤矸石作为路基填料的应用性能,减小矿山煤矸石堆积压力,达到煤矸石资源化再利用的目的,采集黄陵煤矿二号矿区堆积的煤矸石,通过对其物理性质进行分析和点荷载力学试验,得到该矿区煤矸石的特性和强度值,并运用击实试验和CBR试验对填料进行了路基填筑性能分析.结果表明,煤矸石点荷载强度指数约为2.8 MPa,经点荷载换...     

济宁北部矿区引黄河泥沙充填复垦优化分析

济宁北部矿区属于高潜水位矿区,传统的土地复垦方法耕地恢复率较低,同时该矿区地属平原,复垦时不能提供充足的充填土料。针对传统复垦方法的不足,考虑到济宁北部矿区毗邻黄河,引水取沙十分方便,提出引黄河泥沙充填复垦的新方法。首先根据煤矿产量估计不同时段沉陷面积和容积,进而测算不同时段复垦需沙量和引水量。再根据引黄河泥沙充填复垦工艺确定优化原则,包括管道布设优化原则、复垦顺序优化原则、提高管道输沙效率和输沙能力原则。根据优化原则,选择合适的管网铺设形式降低复垦成本;根据煤矿开采情况,选择沉陷稳定区域优先开采,避免重复复垦;选择合适的采沙输沙设备及其配套设备、管道管径、管材、不淤流速、最佳输水含沙量,以有效提高管道输沙能力、泥沙输送效率。优化成果可为实际引黄河泥沙充填复垦工程提供依据。     

矸石充填开采及地表沉陷变形特征研究

矸石充填开采可以降低采空区顶板垮落的可能性,并对地表沉陷变形起到关键控制作用。为了更简便准确的评估矸石充填后的效果,以新元煤矿为工程背景,首先概述了矸石充填设备的选型,考察了充填后的三个工作面的充实率,之后模拟计算了地面沉陷量,并通过现场实测来验证模拟结果。最后结合相关变形指标初步评估了该煤矿矸石充填开采对地表建筑物的影响。结果表明：新元煤矿三个工作面充填开采后的最大充实率为73%,最小则为36%|数值计算的地表沉陷量曲线与实测数据点相匹配,证明了模拟工作的可信度|模拟出来的三个工作面的可能最大地表水平变形值为0.15mm/m,可能最大地表倾斜变形值为0.35mm/m,可能最大地表曲率值为0.0022mm/m2|上述这些变形参数均小于相关的 Ⅰ 级变形指标,证明了矸石充填开采后对地面建筑物等的影响是非常小的。通过此数值模拟的方法提前对矸石充填开采引起的地表变形进行合理预测与评估是可行的。     

综采机械化矸石充填开采技术研究与应用

矸石充填开采是有效解放“三下”压煤的主要技术途径之一,其既可有效保护地表建(构)筑物,又能提高资源回收率,延长矿井服务年限,同时解决矿井排矸问题。为实现大采深厚煤层综采机械化矸石高效密实充填,文中以邢东矿综采机械化矸石充填开采工作面为例,结合对矸石充填体的力学试验,提出提高充填开采减沉效果的关键技术。通过优化矸石粒径级配、改进充填工艺、提高充填体强度等措施,实现综采机械化矸石充填规模化开采。     

我国煤矿绿色充填开采技术应用与展望

常规井工煤矿开采会造成地面沉（塌）陷、生态环境破坏、建（构）筑物损害等问题，煤矿绿色充填开采实践表明：实施绿色充填开采，能够有效减小地表沉（塌）陷，保护地表和井下水系，消除地面矸石山对矿区生态环境的破坏，避免建（构）筑物的损害，降低采空区瓦斯的积聚，减少采空区积水，降低遗弃煤炭自燃的几率等，社会、经济和生态效益显著。分析了制约我国煤矿绿色充填开采应用的主要因素是国家政策支持力度不够，煤矿绿色充填开采技术初期建设投资大、充填成本高、建设周期长，煤企对生态环保的认识不足等。提出了要在“采、选、充、留”一体化精准充填开采技术和新型绿色充填材料的研发上加大力度，以发挥出我国煤矿绿色充填开采技术的更大作用。     

煤矸石综合利用研究进展

煤矸石是我国目前排放量最大的矿山固体废弃物之一,其排放和堆存造成了资源浪费、环境污染等问题。从煤矸石的资源特性出发,系统论述了煤矸石资源化利用的途径和研究现状,主要有:提取和回收煤矸石中煤炭、硅、铝、钛等有用组分;制备用于废水处理的光催化剂、吸附剂和沸石分子筛;代替黏土矿物生产混凝土、水泥、砖等建筑材料;改良土壤、制备育苗基质、肥料等;作为充填材料进行采空区回填、路基充填、煤矿塌陷区复垦等;发电以及制备纸张等。我国煤矸石的资源化利用刚刚起步,整体利用率未达到理想水平,因此煤矸石资源化利用的研究应该注意地域差异、分批资源化及二次污染问题。通过对当前煤矸石综合利用最新研究现状的归纳整理,有利于系统性了解煤矸石资源化利用的优势与不足,以期为煤矸石的综合利用提供参考和借鉴。