煤矸石山自燃深度测算方法研究与应用

分析了煤矸石山自燃深度的测算方法,提出了通过求解煤矸石山内部产热、散热平衡方程来解算煤矸石山自燃深度．研究了煤矸石山内部散热量、产热量的计算方法以及参数取值方法,利用综合导热系数计算矸石山内部散热量,通过折算系数用煤的放热量折算矸石山的内部产热量．通过红外热成像仪采集煤矸石山表面温度数据,使用该方法对某矿自燃煤矸石山的自燃深度进行了测算,误差为15cm．结果表明：用该方法测算煤矸石山自燃深度是可行的,测算结果的精度可以满足煤矸石山自燃监测及防治的需要．     

降雨量对自燃矸石山爆炸的影响分析

为了分析降雨对煤矸石山爆炸的影响，探讨了煤矸石山与雨水作用的物理爆炸机理．应用热力学原理研究了煤矸石山与雨水作用的化学爆炸机理．分析了不同情形下的爆炸可能性和爆炸类型，并进行爆炸模拟实验来研究雨水对矸石山爆炸的影响．结果表明：下小雨时，矸石山发生的爆炸主要属于化学爆炸；下大雨时，矸石山在温度小于1200K下主要是化学爆炸，在温度大于1200K下主要属于物理爆炸．降雨量对矸石山的爆炸影响很大，做好降雨季节的矸石山防爆工作是十分必要的．     

利用自燃模拟试验装置分析影响矸石自燃的因素

通过大试样量自燃倾向性实验(模拟试验)装置,对煤矸石中硫铁矿、含水量、孔隙率对煤矸石氧化升温的影响进行的实验研究,得到了其对矸石氧化升温的影响规律,为了解矸石自燃规律和寻找控制措施提供依据。     

矸石山内部粒径分布规律的实验研究

以阜新海州立井矸石山为原型,通过矸石山相似模拟实验,分析了煤矸石粒径分布特征,在此基础上利用Matlab图像处理功能画取钻孔,实现矸石山实体模型的三维构建。实验结果表明:矸石山主要存在3个区域,分别为分布于矸石山上部区域的小粒径煤矸石、分布于矸石山中部区域的中等粒径煤矸石和分布于矸石山底部的大粒径煤矸石;在区域交界处形成了锯齿状条纹结构,其条纹数量在轨道坡两翼方向上逐渐减少;同时受不同粒径煤矸石分布区域的影响,矸石山整体表现为中上部区域有较大的容重,周边位置容重相对较小。     

自燃煤矸石粉与粉煤灰复合对胶凝材料体系需水性的影响

主要研究自燃煤矸石粉对胶凝材料体系需水性的影响,并通过与粉煤灰的对比与复合,进一步确定自燃煤矸石粉的需水性.试验结果表明,随着自燃煤矸石粉取代水泥量的增加,胶凝材料体系需水量逐渐增大.自燃煤矸石粉与粉煤灰复合后,胶凝材料体系的需水性比单掺自燃煤矸石粉减小,其需水性趋势随自燃煤矸石在粉体中所占比例的增加而逐渐增大.在高效减水剂存在的情况下,掺复合粉的胶凝材料浆体匀质性优于空白水泥与单掺粉煤灰.     

煤矸石在水利工程中的应用研究

煤矸石是采煤业排出的副产品.目前,国内煤矸石主要用于制造矸石砖、矸石砼、矸石水泥等一般性民用建筑工程,用于堤坝等水利工程尚不多见.作为煤矸石在水利工程中的应用实例,本文从徐庄矿煤矸石的化学特性、矿物成分、建筑材料等技术性能及对周围水环境的影响方面,简要介绍了煤矸石在南四湖湖西大堤复滩工程中的应用及研究.南四湖湖西大堤复滩工程应用说明,煤矸石的各项性能均满足工程要求;同时,由于煤矸石可就地取材,故工程造价低;工程投资分析比较说明,煤矸石方案比常规土料方案可节省工程投资32%..     

煤矸石山的植物种群生长及其对土壤理化特性的影响

通过实地观测,对煤矸石山人工植物群落的生长规律、生产力水平和土壤理化特性的影响及其制约因素进行了研究．结果表明：矸石山植被经过9a的自然演替和生长过程,其种类及数量发生了较大变化,已形成了由15个乔木树种、12个灌木树种和18种草本组成的人工植物群落．混交林中木本植物(乔、灌木)种群密度达到11220株／hm^2．植被具有明显减小矸石山渗透速率、提高保水和持水能力的作用．刺槐林分还能防止矸石山酸化和增加矸石山全氮量并促进氮素的有效化．     

矸石充填开采生态修复土地税优惠政策探讨

作为能源矿产资源综合利用典范的"矸石不出井,不见矸石山"的矸石充填开采技术,较好地解决了煤炭资源和土地资源之间的固有矛盾,但使用该项生态修复技术会引起煤炭企业业已沉重的税收负担进一步增加.基于可持续发展、外部性等理论,政府作为土地生态环境补偿制度的制定者、规范开采行为的引导者和补偿活动实施的监督者,应该充分发挥其引导作用.建议通过煤矸石占地和采煤区土地塌陷治理的土地税优惠,引导煤炭生产企业积极采用矿产资源综合利用技术,保护生态环境,实现煤炭资源综合开发利用.     

铁法矿区煤矸石的治理与开发应用

根据对铁法矿区煤矸石、煤矸石存量及矸石特性等现状的调查,指出了因煤矸石堆放所产生的占地、环境污染、影响农作物产量等一系列问题.经研究分析并结合前人的经验,提出了解决这些问题的措施.     

铁法矿区煤矸石的治理与开发应用

根据对铁法矿区煤矸石、煤矸石存量及矸石特性等现状的调查 ,指出了因煤矸石堆放所产生的占地、环境污染、影响农作物产量等一系列问题 .经研究分析并结合前人的经验 ,提出了解决这些问题的措施 .     

矿区煤矸石淋溶对周边地下水环境污染分析

为了研究煤矸石中重金属元素对环境的污染情况,在河南巩义市内某煤矿区采集了煤矸石及周边浅层地下水样品。采用淋溶试验法及电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)分析测定了煤矸石及地下水中部分重金属元素的含量。结果表明:该地区煤矸石中元素Cr和Pb的含量较高;堆放在地表煤矸石随着时间的延长,淋溶出煤矸石中的元素总量随之增高,但溶出趋势各异;塌陷区的浅层地下水中除Cr和Sr元素外,其它元素的含量均高于非塌陷区对应的元素;塌陷区浅层地下水样品中Cr、Cu元素以及非塌陷区浅层地下水样品中Cr元素的含量偏高,分别为17.6、59.4和22.8 g/L。根据元素淋溶规律,对比塌陷区与非塌陷区元素含量,推断塌陷区浅层地下水中Cu和Pb元素值较高与矸石山有关。     

自燃煤矸石泡沫混凝土的性能研究

针对掺加煤矸石的泡沫混凝土,测定其抗压强度和抗折强度,并确定了自然煤矸石活性激发的最佳温度条件;研究了煤矸石、石灰、水胶比和发泡剂对自然煤矸石泡沫混凝土综合性能的影响规律,得出泡沫混凝土各组分的最佳掺量.     

煤矸石堆放及其利用中产生的污染

介绍由于风化、淋滤、自燃等作用,煤矸石在堆放时对水、土壤、空气等的污染,以及由于技术水平限制,煤矸石在现阶段的利用过程中产生的污染;分析了污染产生的内部和外部原因,并对无污染的煤矸石综合利用和新技术开发进行了探讨和展望.     

煤矸石代替黏土生产水泥可行性分析

为了研究煤矸石代黏土生产水泥的可行性,对10个省份28个矿点进行取样,开展煤矸石特性分析.分析结果表明,煤矸石具有高灰分、高硫分和低热值等特点,化学成分与黏土相近,还含有较丰富的微量元素和矿物组成.对煤矸石、中钙石灰石和硫酸渣等配料进行煅烧试验,试验表明,煤矸石在煅烧时,微量元素和矿物释放其储存的地质能量,加速促进硅氧键的断裂,比黏土配料更早生成硅酸三钙、硅酸二钙和铝酸三钙等水泥熟料矿物.煅烧过程中放出的二氧化硫与钙铝氧化物反应形成早强硫铝酸盐水泥熟料矿物,从而减少硫化物对环境的污染.     

淮北矿区煤矸石与煤混合燃烧特性的研究

本文利用STA-409PC热重分析仪,研究了淮北矿区不同质量比的煤矸石与煤混配样品的燃烧性能与动力学特性。结果表明：随着混配样品中的煤比例的增加,其着火温度和燃尽温度都有所降低,综合燃烧特性指数都有所增大,着火和燃烧特性都得到改善。本文还利用Coats--Redfern积分法对上述样品燃烧过程进行了动力学分析,得出淮北矿区煤矸石与煤混煤的燃烧反应历程服从1．5级的化学反应,对优化超临界流化床（简称CFB）锅炉混配燃料的运行具有重要意义。     

煤矸石工业燃料的燃烧产物及其燃烧反应

利用红外光谱和X射线衍射对华北某热电厂高岭石型煤矸石工业燃料炉渣样品的化学成分和矿物组成进行了实验分析,用SiO2-Al2O3相图研究了高岭石型煤矸石燃料的燃烧反应以及炉渣在冷却过程中发生的变化及其反应产物。高岭石型煤矸石工业燃料炉渣的主要化学成分：W（SiO2）48．70％,W（Al2O3）40．37％,W（CaO）2．92％,全铁3．32％;燃烧产物有莫来石、SiO2和Al2O3玻璃体,有时含有一定的α-石英。     

掺土煤矸石的力学性能试验研究

对不同比例的掺土煤矸石试样在室内进行了一系列的力学性能研究,为煤矸石在高速公路工程中的应用提供科学依据.研究结果表明,在煤矸石中掺加适当比例的粘土,可以提高煤矸石的抗剪强度,改善煤矸石的稳定性与压实性.表明掺土煤矸石满足路堤填筑材料对力学性能的要求,将掺土煤矸石应用于高速公路工程是可行的.