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多源固废基固碳矿用材料制备及多场景利用关键技术
被引量：
5
1
作者
刘浪
夏磊
+4 位作者
王双明
方治余
朱梦博
何伟
高宇恒
《煤炭学报》
北大核心
2025年第2期1203-1222,共20页
冶金工业生产与煤炭资源开发过程中产生了大量难以有效利用的固废,并伴随地表沉陷、固废堆存及高碳排放等一系列问题。为实现“煤矿减损化开采−固废功能化利用−CO_(2)低碳化处置”目标,创新性地提出了CO_(2)矿化多源固废制备固碳矿用材...
冶金工业生产与煤炭资源开发过程中产生了大量难以有效利用的固废,并伴随地表沉陷、固废堆存及高碳排放等一系列问题。为实现“煤矿减损化开采−固废功能化利用−CO_(2)低碳化处置”目标,创新性地提出了CO_(2)矿化多源固废制备固碳矿用材料及多场景利用关键技术。以改性镁−煤基固废(包括改性镁渣、粉煤灰、煤矸石)为例,采用直接矿化法在地面将其矿化制备固碳矿用材料,以适应矿山多场景的应用需求。系统分析了固废直接矿化的工艺及其关键影响因素,制备了改性镁−煤基固废固碳矿用材料,研究了不同液固比条件下改性镁−煤基固废固碳矿用材料的基础性能(流动性能、强度性能、固碳能力)及其固碳机制。结果表明:液固比大于0.23时材料满足充填流动性能要求,且28 d抗压强度最高可达6.18 MPa;直接矿化搅拌10 min的矿化效率达到50.7%。针对多源固废基固碳矿用材料的多场景利用问题,提出了包括“固碳矿用预制件、固碳膏体充填开采、固碳矿用材料用于采空区治理、固碳充填材料用于矿井降温”在内的多场景利用关键技术。基于固碳矿用预制件,提出了高强低渗储库墙构筑技术及巷道掘进底板铺设一体化技术装备;在矿井膏体充填开采的基础上,创新性地提出了房柱式采煤固碳充填煤柱回收技术及冶金−煤基固废固碳充填材料的高效制备与充填应用一体化装备。此外,在采空区治理的应用方面,还需研究CO_(2)在固废材料中的吸附−扩散机理、注浆材料与环境的多场耦合机制及CO_(2)高效吸收搅拌反应装置,建立“采空区危险源监测−固废矿化注浆材料治理−注浆效果评价”等应用体系。研究为大宗冶金−煤基固废的合理处置和CO_(2)的高效封存提供了有益参考,对于推动“双碳”目标的实现及煤矿区由“零碳”向“负碳”的转型发展具有重要意义。
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关键词
固废处置
二氧化碳封存
多场景利用
矿用预制件
固碳充填
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职称材料
固废生态修复材料种植实验研究
2
作者
张新福
潘浩
+5 位作者
苟科学
敬毅
李明
付世雄
杨军军
王若帆
《中国煤炭》
北大核心
2025年第9期187-198,共12页
煤矸石等大宗固废占用大量土地并引起环境破坏,规模化处置需求迫切,将煤矸石用于贫瘠土壤改良及矿区土壤修复,可以实现以“废”治“荒”的资源化利用。因此,研究了4种固废结构性质、酸碱性及种植效果,明确了各固废对植被生长影响规律,...
煤矸石等大宗固废占用大量土地并引起环境破坏,规模化处置需求迫切,将煤矸石用于贫瘠土壤改良及矿区土壤修复,可以实现以“废”治“荒”的资源化利用。因此,研究了4种固废结构性质、酸碱性及种植效果,明确了各固废对植被生长影响规律,研究发现,加工后的煤矸石与黄土密度比重接近,孔隙结构满足植被生长需求,对植被生长具有促进作用,可作为土壤改良基本材料;粉煤灰、脱硫石膏、污泥依据其毛管孔隙丰富保水性的特性以及植被生长影响规律,可作为低掺量添加剂调控土壤结构。研究同时发现,针对榆林矿区贫瘠土壤不能采用简单的优质土壤覆盖方式,而需针对当地土壤及环境条件进行生态修复。
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关键词
大宗固废
煤矸石
土壤改良
生态修复
综合利用
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职称材料
题名
多源固废基固碳矿用材料制备及多场景利用关键技术
被引量：
5
1
作者
刘浪
夏磊
王双明
方治余
朱梦博
何伟
高宇恒
机构
西安科技大学能源与矿业学院
西安
科技
大学
煤炭绿色开采地质研究院
西安
科技
大学
地质与环境
学院
出处
《煤炭学报》
北大核心
2025年第2期1203-1222,共20页
基金
国家自然科学基金资助项目(52222404,52074212)
陕西省重点研发计划−“两链”融合重点专项资助项目(2023-LL-QY-07)。
文摘
冶金工业生产与煤炭资源开发过程中产生了大量难以有效利用的固废,并伴随地表沉陷、固废堆存及高碳排放等一系列问题。为实现“煤矿减损化开采−固废功能化利用−CO_(2)低碳化处置”目标,创新性地提出了CO_(2)矿化多源固废制备固碳矿用材料及多场景利用关键技术。以改性镁−煤基固废(包括改性镁渣、粉煤灰、煤矸石)为例,采用直接矿化法在地面将其矿化制备固碳矿用材料,以适应矿山多场景的应用需求。系统分析了固废直接矿化的工艺及其关键影响因素,制备了改性镁−煤基固废固碳矿用材料,研究了不同液固比条件下改性镁−煤基固废固碳矿用材料的基础性能(流动性能、强度性能、固碳能力)及其固碳机制。结果表明:液固比大于0.23时材料满足充填流动性能要求,且28 d抗压强度最高可达6.18 MPa;直接矿化搅拌10 min的矿化效率达到50.7%。针对多源固废基固碳矿用材料的多场景利用问题,提出了包括“固碳矿用预制件、固碳膏体充填开采、固碳矿用材料用于采空区治理、固碳充填材料用于矿井降温”在内的多场景利用关键技术。基于固碳矿用预制件,提出了高强低渗储库墙构筑技术及巷道掘进底板铺设一体化技术装备;在矿井膏体充填开采的基础上,创新性地提出了房柱式采煤固碳充填煤柱回收技术及冶金−煤基固废固碳充填材料的高效制备与充填应用一体化装备。此外,在采空区治理的应用方面,还需研究CO_(2)在固废材料中的吸附−扩散机理、注浆材料与环境的多场耦合机制及CO_(2)高效吸收搅拌反应装置,建立“采空区危险源监测−固废矿化注浆材料治理−注浆效果评价”等应用体系。研究为大宗冶金−煤基固废的合理处置和CO_(2)的高效封存提供了有益参考,对于推动“双碳”目标的实现及煤矿区由“零碳”向“负碳”的转型发展具有重要意义。
关键词
固废处置
二氧化碳封存
多场景利用
矿用预制件
固碳充填
Keywords
solid waste disposal
carbon dioxide sequestration
multi scenario utilization
prefabricated parts for mining
carbon fixation backfill
分类号
TD801 [矿业工程—矿山开采]
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职称材料
题名
固废生态修复材料种植实验研究
2
作者
张新福
潘浩
苟科学
敬毅
李明
付世雄
杨军军
王若帆
机构
中煤
能源
研究院有限责任公司
陕西
能源
凉水井
矿业
有限责任公司
山西临县华润联盛黄家沟煤业有限公司
西安科技大学能源与矿业学院
出处
《中国煤炭》
北大核心
2025年第9期187-198,共12页
基金
陕西省重点研发计划项目(2024CY2-GJHX-36)
西安市科协青年人才托举计划项目(959202413070)
中国中煤重大科技专项(20211BY002)。
文摘
煤矸石等大宗固废占用大量土地并引起环境破坏,规模化处置需求迫切,将煤矸石用于贫瘠土壤改良及矿区土壤修复,可以实现以“废”治“荒”的资源化利用。因此,研究了4种固废结构性质、酸碱性及种植效果,明确了各固废对植被生长影响规律,研究发现,加工后的煤矸石与黄土密度比重接近,孔隙结构满足植被生长需求,对植被生长具有促进作用,可作为土壤改良基本材料;粉煤灰、脱硫石膏、污泥依据其毛管孔隙丰富保水性的特性以及植被生长影响规律,可作为低掺量添加剂调控土壤结构。研究同时发现,针对榆林矿区贫瘠土壤不能采用简单的优质土壤覆盖方式,而需针对当地土壤及环境条件进行生态修复。
关键词
大宗固废
煤矸石
土壤改良
生态修复
综合利用
Keywords
bulk solid wastes
coal gangue
soil improvement
ecological restoration
comprehensive utilization
分类号
X171.4 [环境科学与工程—环境科学]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
多源固废基固碳矿用材料制备及多场景利用关键技术
刘浪
夏磊
王双明
方治余
朱梦博
何伟
高宇恒
《煤炭学报》
北大核心
2025
5
在线阅读
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职称材料
2
固废生态修复材料种植实验研究
张新福
潘浩
苟科学
敬毅
李明
付世雄
杨军军
王若帆
《中国煤炭》
北大核心
2025
0
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职称材料
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