煤矸石的组成及综合利用

煤矸石是我国最大的工业固体废弃物源，也是充沛的二次利用资源，如何合理地综合利用煤矸石对煤矿治理“三废”具有重要意义。通过从不同的角度对煤矸石的组成进行分析，系统的阐述了煤矸石的综合利用途径及其工艺原理。     

煤矸石资源化的主要途径

煤矸石是煤炭开采和加工过程产生的固体废弃物，具有废渣和资源双重属性。本文讨论了煤矸石资源化的重要性和迫切性，总结了煤矸石资源化的主要途径。本文提出，资源化途径的优选，首先必须考虑和研究不同种类煤矸石的资源属性。     

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。     

改性煤矸石吸附剂研究

实验确定了煤矸石改性的最佳工艺条件；改性煤矸石对不同废水的COD吸附去除率显著，并高于活性炭，且其再生工艺简单，应用效果亦较好；改性煤矸石是一种前景较好的吸附剂。     

固体废弃物煤矸石室内击实试验研究

为研究煤矸石回填的工程特性，针对煤矸石颗粒级配特性，研制了一套适宜于煤矸石工程特性的室内击实试验装置。选取具有代表性的洗选和掘进两种煤矸石进行了不同含水量的击实试验，所获数据较为理想，通过分析计算确定其矸石压实最佳含水量和最大干容重，并得出用此试验装置进行煤矸石击实试验，其最佳击实次数为40～50击。     

内因突变诱发煤矸石山喷爆事故的理论分析

针对平顶山煤业集团四矿煤矸石山因喷爆造成的特大事故，运用爆炸动力学中的状态方程和比内能方程对其进行动力特性分析，据此建立了煤矸石山喷爆的动力学模型；并结合化学热力学中的多相组分理论对其喷爆的演化进程进行分析.分析表明:煤矸石山喷爆的发生可以等效地看作是在煤矸石爆炸中心预埋一定当量的炸药，炸药当量随着煤矸石与空气、水发生化学反应程度的不同而发生变化.     

煤矸石覆土填沟关键工艺参数确定与应用

煤矸石大规模堆积排放造成的环境问题一直是行业关注的热点和难点。针对某煤矿地表冲沟发育、煤矸石产量大的特征，因地制宜、因企制宜提出采用覆土填沟的处理方法，并建立煤矸石分层覆土填沟模型，通过排矸场地内部温度-渗流场的变化，研究“煤矸石+黄土”不同层厚比例下煤矸石阻燃的效果。研究结果表明：该矿煤矸石中铬、镍、铜、锌等重金属含量符合农用土壤标准，可以用作填沟的材料；随着覆土层厚的增加，煤矸石内部的温度传递速度和空气的渗流速度逐渐降低，结合灰色关联模型，综合考虑阻燃效果和黄土含水率确定最优覆土厚度为50 cm;确定并实施了“300 cm煤矸石+50 cm黄土”的覆土填沟参数及工艺，该工艺参数应用后，煤矸石层温度与表层黄土温度和地表的外界温度相近，煤矸石自燃的防治效果良好，研究成果可为矸石地表规模无害处置方式提供借鉴。     

粒径对煤矸石浆液的性能影响研究

颗粒直径是影响煤矸石注浆充填技术应用的重要因素。通过室内试验，测试了含不同粒径煤矸石的浆液的流动性能(初始流动度和流动时间)、稳定性能(析水率和析水速率)和沉积性能(沉积历时和结石率)。结果表明：煤矸石粒径为20目的静置浆液易堵管、泵送性差；煤矸石浆液在2.5 h后可基本达到稳定状态；在煤矸石的粒径为60目时，浆液的流动性能、稳定性能和沉积性能最好，是泵送注浆的理想浆液；在煤矸石粒径为80目时，浆液最适合于封堵注浆靶区。研究结果可为煤矸石浆液的粒径选择提供参考，也可为煤矸石注浆充填的规模化工程应用提供依据。     

煤矸石制备地质聚合物注浆材料的研究进展

地质聚合物注浆材料是一种新型注浆材料。以煤矸石为原料制备地聚物注浆材料可以有效地解决煤矸石的堆积问题，同时减少不同注浆材料在使用和生产过程中产生的污染，对环境和资源都有重要意义。本文概述了近年来对煤矸石基地质聚合物注浆材料的研究，介绍了煤矸石基地质聚合物注浆材料各原料的选择、制备条件以及性能的增强方式，并对煤矸石基地质聚合物注浆材料目前存在的问题进行了分析。      

煤矸石的物理分选可行性分析

利用煤矸石与煤抗破碎强度的不同，对煤矸石及煤进行预选，以提高其品位。该方法对实现预选自动化，改善劳动条件，提高生产率有效，是一条可行的途径。     

改性煤矸石粉的活化效果评价

利用硅炕偶联剂(KH-550)对煤矸石粉进行改性.采用红外光谱(FTIR),扫描电子显微分析(SEM)和热重分析技术(TGA)对改性前后煤矸石粉进行了分析.通过对改性前后煤矸石粉/笨乙烯-丁二烯嵌段共聚物(SBS)的力学性能来评价KH-550对煤矸石粉的活化效果.实验结果表明,KH-550与煤矸石粉能形成化学键,煤矸石粉的有机成分含量增加.改性后堞矸石粉的粒径变小,煤矸石粉表面活性增加.与未改性煤矸石粉/SBS材料力学性能相比,改性煤矸石粉/SBS材料的力学性能明显提高.改性煤矸石粉/SBS材料与炭黑/SBS材料的力学性能相当,说明改性后煤矸石粉的活化效果明显,可取代炭黑作为橡塑材料的填料.     

煤矸石用作混凝土骨料的可行性分析

为了实现煤矸石的综合利用,降低企业生产成本,针对煤矿煤矸石产量大、利用低等问题,对煤矸石作为混凝土骨料的可行性进行了探究。通过荧光光谱分析试验、粉末衍射试验,揭示了煤矸石的化学组成和矿物组成;将大粒径的煤矸石破碎后,分为普通煤矸石与原状煤矸石,通过物理性能试验,研究了两类煤矸石的颗粒级配、表观密度、吸水率、含泥量以及两类煤矸石的压碎指标。结果表明:神南矿区柠条塔煤矿所产煤矸石可以作为混凝土粗骨料使用,但若全部采用煤矸石作为混凝土粗骨料,难以制备强度等级较高的混凝土。     

煤矸石处置与综合利用研究

为了减少煤矸石、粉煤灰、尾矿、废石、弃渣等固体废物的产生量,研究了煤矸石处置与综合利用技术,分析了孝义市煤矸石的产生和堆存情况、煤矸石的危害以及现阶段煤矸石的综合利用情况,研究了煤矸石处置与综合利用技术思路,确保煤矸石科学、无害化堆存以及煤矸石能够综合利用.重点分析了规模化利用技术,主要为煤矸石生产免烧透水砖、透水珠技...     

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。     

一种新型煤矸石混凝土的基本力学性能

采用碱性干粉激发剂与煤矸石、粉煤灰混合作为胶凝材料制备了一种新型煤矸石混凝土,对其基本力学性能进行了试验研究,并与氢氧化钠(Na OH)溶液激发的煤矸石混凝土、普通混凝土的性能进行了对比。研究得到了新型煤矸石混凝土的基本力学性能,并研究了干粉激发剂、养护时间、养护温度、水胶比和砂率等因素对其基本力学性能的影响规律。对比研究发现这种新型煤矸石混凝土的强度有明显提高;干粉激发剂的组成、养护时间和温度对煤矸石混凝土的力学性能有重要影响,并分析得到了该新型煤矸石混凝土的最优养护温度、最优水胶比和砂率。     

煤矸石山的危害及绿化技术的研究与探讨

煤矸石是煤炭开采过程中的必然产物,堆积成山的煤矸石山是矿区的主要污染源之一,对矿区和周围区域的生态环境造成较大的破坏。矸石山绿化是减少矸石山污染,改善矿区生态环境的有效途径。概述了矸石山的危害,分析了矸石山的绿化技术,并对矸石山绿化技术进行了探讨和展望,以期为矸石山的绿化改造和生态重建提供帮助。     

同一煤层煤和煤矸石氧化过程中自由基及CO的变化规律研究

为探究同一煤层的煤和煤矸石的自然氧化规律,基于电子自旋共振波谱仪和气象色谱仪,测定了煤和煤矸石在氧化过程中的自由基浓度、g因子、谱图线宽和氧化产物CO的变化规律,并对煤和煤矸石的差异进行了比较。结果表明:随着氧化温度的升高,煤和煤矸石中的自由基浓度均不断增大,煤中的自由基浓度快速增加的临界温度为75 ℃,而煤矸石的临界温度为125 ℃;在氧化初期,煤和煤矸石的g因子变化较小且处于较低水平,煤矸石的g因子开始明显增加的温度为125 ℃,而煤的g因子为150 ℃,在125~190 ℃时,煤矸石的g因子大于煤,当温度超过190 ℃后,煤的g因子开始大于煤矸石;煤和煤矸石的ESR谱图线宽随温度的升高不断减小最后趋于稳定,最小值分别为0.592 5和0.609 2,煤的谱图线宽始终低于煤矸石的线宽;在氧化过程中,同一温度下煤氧化生成CO量高于煤矸石,且煤中CO生成量快速增加的临界温度为100 ℃,而煤矸石中CO快速增加的临界温度在150 ℃。     

煤矸石粗集料理化性质和形状特征对混凝土强度的影响

随着天然集料的日益缺乏以及国家对固体废弃物再利用的高度重视,煤矸石集料的应用已引起广泛关注,但不同地区煤矸石粗集料理化性质和形状特征差异较大,会显著影响混凝土性能。本文选取陕西省不同矿区的煤矸石,采用宏观指标(压碎指标、吸水率、坚固性、表观密度、含泥量)和细观指标(矿物组成、化学成分、微观形貌和内部孔结构)评价煤矸石粗集料的理化性质,并分析了两者之间的关联性。针对煤矸石与天然碎石的形状差异,提出了球度、角数和纹理指数等煤矸石粗集料形状统计指标,并结合煤矸石粗集料宏观指标分析了对混凝土工作性与强度的影响规律。研究结果表明,石英、高岭石和伊利石含量高、微观形貌密实、孔隙率小的煤矸石粗集料,吸水率和压碎指标较低;与天然碎石相比,煤矸石粗集料球度较低,多呈不规则形状,角数和纹理指数高,表现为棱角较多且尖锐、表面更粗糙;压碎指标和吸水率低的煤矸石集料配制的混凝土,和易性好、强度高;当煤矸石粗集料压碎指标差异小时,其形状统计指标决定了混凝土强度,球度越高、角数和纹理指数越小,混凝土强度越低。     

关于煤矸石回填工艺技术的研究和思考

介绍了我国煤矸石的堆积情况,从煤矸石制备吸附材料、煤矸石制备建筑材料、煤矸石制备化工产品及肥料、煤矸石用于发电及回填等方面,概述了煤矸石的综合利用现状;分析了煤矸石堆积导致的水体、大气、土地等环境污染状况,阐明了煤矿生产伴生的煤矸石回填处理途径及工艺技术.针对煤矿开采过程中的环保问题,总结归纳了相关的国家政策及典型的环...     

疏水改性煤矸石砂浆性能的试验研究

煤矸石物理化学特性复杂、强度低、疏松多孔的特点,限制了其在建筑材料中的大量使用。本文采用疏水溶液浸泡的方式,在非煅烧、非预湿的条件下对煤矸石进行了改性。在系统研究改性前后煤矸石基本性质的基础上,设置0%、30%、50%、70%和100%共5种疏水改性后煤矸石质量替代率,以接触角、抗折强度、抗压强度、氯离子电通量为表征参数,分析了不同疏水改性煤矸石替代率对砂浆性能的影响。研究结果表明:采用本文的制备方法,当改性煤矸石替代率低于50%时,可实现煤矸石砂浆表面的疏水状态;抗压强度随改性煤矸石替代率的增大呈现降低的趋势,最大降低率为不掺加改性煤矸石时的15.7%;替代率为30%时,28 d抗压强度为58.5 MPa。不同改性煤矸石替代率下砂浆电通量均小于250 C,表现出优秀的抗氯离子渗透性。替代率为30%时电通量最小,为130 C。采用本研究提出的疏水改性的方法,可以使煤矸石在非煅烧、非预湿的条件下,保证砂浆良好的力学强度和抗氯离子渗透性能,实现煤矸石的充分利用。