煤电化基地大宗固废“三化”协同利用基础与技术

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...     

含铬固废的资源化处理及循环利用研究进展

近年来,我国越来越重视生态环保,工业生产过程中的固体废弃物的处理就变得更加重要,例如不锈钢生产行业、电镀行业、铬盐生产行业等,都会产生大量的含铬固废,长期堆积不仅会占用土地资源而且还会对环境造成严重的危害。因此,开发更有效地回收、处理含铬固废的方法显得尤为重要。本文总结了我国铬矿资源的现状、预测了未来几年对于铬矿的需求量、阐述了含铬固废的现状及其危害、综述了近几年国内外对于含铬固废处理技术的新研究以及含铬固废循环利用方面的研究进展,介绍了不同处理方法的优缺点,以期在未来能够找到更好的回收、处理含铬固废的方法。      

废碴充填及尾砂膏体胶结充填技术在某萤石矿采空区治理的应用

浙江省某萤石矿山经多年开采产生了大量的采空区,虽留设了顶底间柱,但如不进行处理将可能产生坍陷、矿井突水等安全隐患。同时矿山地表堆放了大量的废碴和尾砂,存在污染环境、占用土地等问题及安全隐患。该矿含有地热资源,经市场调研后,利用矿山井巷工程、地热资源创新性开发集休闲、旅游、探险三位一体的地心温泉特色旅游景区前,需对井下采空区进行处理。通过先将地表废碴等固体废弃物综合利用于井下采空区回填,再采用尾砂膏体胶结充填技术对井下采空区进行治理,提升了井下空间安全稳定条件,解决了废碴、尾砂堆放地表带来的安全、环保、土地占用等问题,为矿山井巷工程、地热资源深度开发利用打下了坚实的基础,具有较好的推广、借鉴意义。     

无废、无尾生态智能矿山建设模式探讨

传统矿山针对采选作业产生的废石、尾砂等固体废弃物,除了部分用于回填井下采空区外,大部分固体废弃物主要通过修建尾矿库、排土场或者尾砂干堆的方式进行地表堆存处理.固体废弃物的堆放占用大量土地,污染周边环境,也容易引起尾矿溃坝、排土场滑坡坍塌等重大安全事故,严重的破坏了生态环境的和谐.本文提出了一种金矿无废、无尾生态智能矿山...     

化工固废井下充填对地下水环境的影响研究

为了研究化工固废井下充填污染物对地下水环境的影响问题,以葫芦素矿井为研究对象,利用Modflow软件建立研究区数值模型,并对其进行识别验证,基于数值模型的基础上,耦合溶质运移模型,对化工固废井下充填污染物运移规律进行模拟预测。结果表明:锅炉细灰浸出液污染物仅在2-1煤层有超标现象,且充填区外最大超标距离为14.31 m,不会造成矿井水的二次污染。鉴于安全保证,建议留设30 m保护煤柱进行充填;化工固废井下充填,可以缓解土地占用问题,减少环境的污染,实现废弃物的再利用,节约成本。     

永城矿区环境污染及防治措施探讨

1矿区环境污染分析1.1固体废弃物排放永城矿区生产产生的固体废弃物主要是井下开掘岩巷、半煤岩巷排出的矸石,露天矿剥离物以及原煤洗选过程中的洗矸,矿区热电厂和矿井供热、汽锅炉排除的灰渣和生活垃圾等,目前矿区固体废弃物总排放量约为171.58万t/a,其中煤矸石排放量为162万t/,a占固体废弃物排放总量的94.4%。煤矸石排放不仅占用大量土地,且经日晒雨淋易发生自燃,放出有害气体,对大气、水体环境和土壤造成污染,危害人体健康,而且由于其结构松散、稳定性差,长期暴露地表,逢雨季易产生滑坡等灾害。1.2污废水矿区的污废水包括矿井排水,生产废…     

建筑物下特厚煤层镁渣基全固废连采连充开采技术与实践

我国建筑物下压煤量巨大,同时煤矸石、粉煤灰等煤基工业固体废弃物排放量日益增加,严重制约地方经济社会发展。以榆林麻黄梁煤矿为试验矿井,针对其特厚煤层、建筑物下压煤、充填成本高等问题,提出了特厚煤层全固废连采连充开采技术。采用四阶段工序并将特厚煤层分为上、下2部分二次回采压覆煤炭,最大程度控制地面沉降。为降低充填原材料成本,采用化学优化剂对镁渣进行源头改性,抑制镁渣冷却粉化,稳定水化活性,协同粉煤灰、脱硫石膏等煤基固废,研发了改性镁-煤渣基胶凝材料。采用改性镁-煤渣基胶凝材料胶结煤矸石、粉煤灰制备了全固废充填材料。针对麻黄梁煤矿四阶段强、弱充填强度要求,设计不同配比的改性镁渣基充填材料试验,优选配比并应用于井下充填。论述了膏体充填系统与充填接顶方法。麻黄梁煤矿全固废胶结充填工艺试验显示,井下28 d龄期充填体钻芯平均单轴抗压强度超设计强度27%,钻芯浸出毒性满足相关国家标准要求,成功回收了建筑物下压覆煤炭资源,社会经济效益显著。麻黄梁煤矿特厚煤层全固废胶结充填开采实践为国内类似矿井提供了有益借鉴,同时为我国大型煤炭基地的“煤-电-化-冶”固废大规模资源化利用提供了新的思路。     

我国硫铁矿固废综合利用及其环境意义

硫铁矿固废是化工制酸和炼硫过程排放的、含多种有用组分和有害组分的、具有典型资源环境特征的矿山固体废弃物.我国硫铁矿固废排放量大,有用组分含量低,资源综合利用难度大.硫铁矿固废大量堆存不仅占用土地,成为诱发矿渣性泥石流等次生地质灾害的物源,还使得重金属等有害物质进入环境,严重威胁生态和人居环境的安全.本文基于我国硫铁矿资...     

煤矿固体废弃物流态化浆体充填技术

煤炭资源为我国工业和经济社会的发展提供了基础动力,但是其大规模的开采和利用带来了一系列环境问题。为解决我国煤炭行业普遍面临的固体废弃物排放、环境污染等难题,通过总结传统固体废弃物处理技术的发展历程和技术瓶颈,明确了新型处理技术的具体要求,并创新性地提出了流态化浆体充填技术构想,阐述了其内涵和优势,详细介绍了流态化浆体充填技术包含的6项核心技术:智慧管道输送、四维协同充填、高效精准制浆、采动覆岩钻进、全息远程控制和安全生产保障技术。在此基础上,提出了井下智能分选+就地制浆充填和智能化浆体充填2大技术发展方向,初步形成了煤矿固体废弃物流态化浆体充填技术架构,并结合实际案例予以说明。流态化浆体充填技术的提出为我国矿山企业提供了全新的固废处理方法,丰富了我国煤炭行业固体废弃物处理技术体系,为实现煤炭资源绿色开采、清洁利用和零废排放奠定了基础。     

西部生态脆弱区固废多态充填技术应用与实践

为解决我国西部生态脆弱区系统抗干扰能力弱、时空波动性强、环境异质性高与大宗固体废弃物排放引起的环境破坏、生态恶化之间的矛盾,在总结固废综合利用研究进展和存在的问题基础上,分析实施固废充填技术的优势及生态需求,系统阐述了具有固废处理功能的充填采煤技术研究进展,包括多态化充填技术内涵、固体充填技术、膏体充填技术、浆体充填技术的发展历程、技术原理、设计方法、适用条件,最后针对西部生态脆弱区多态化充填技术的典型应用工程进行了介绍分析。实践证明,在西部生态脆弱区因地制宜实施多态化充填技术,可安全高效处理煤炭生产加工利用过程中产生的大宗固废、控制岩层移动、保护地下水资源,可促进经济建设与生态保护协调健康发展。     

煤矿矸石山环境治理及生态修复技术研究

煤矿矸石山中包含大量的固体废弃物,对矿区环境产生污染,破坏生态环境。而固体废弃物处理能够通过环境治理与生态修复实现,可以促进煤矿矸石山生态环境的可持续发展。为了提高煤矿矸石山的环境治理与生态修复效果,减少煤矿矸石山中固体废弃物的环境污染,提出了煤矿矸石山环境治理及生态修复技术研究。以S煤矿为研究对象,根据研究区内降雨状况和植被生长情况,以造林结构、密度和时间为基础,建造了林地,通过绿化造林的方式,制定了煤矿矸石山环境治理方案,测试了煤矿矸石山的生态修复效果。结果表明,通过绿化造林,不仅可以有效降低煤矿矸石山近地层空气中的SO₂、NO_x和粉尘含量,对矸石山的空气起到了净化的作用,还可以降低土壤和水体中微量元素和有毒元素的含量,具有较好的修复效果,降低煤矿矸石山中固体废弃物对环境的影响。     

煤矸石充填技术在明水一号矿的应用与探索

煤矸石作为煤矿开采废弃物,既占用土地资源,又污染生态环境,对煤矸石的综合治理成为矿山企业急需解决的问题。明水一号煤矿积极探索煤矸石充填技术,将采煤过程中产生的矸石在井下直接充填至采空区,一方面减少了煤矿产矸量,提升企业经济效益;另一方面,采空区内通过充填矸石,减少岩层变形空间,在一定程度上防止了顶板垮落或变形,从而控制了煤炭开采后地表原岩的位移和沉降,消除对地质地貌的影响,保护了矿山地质环境,全面实现"节能减排、绿色开采"。     

残留煤柱综合机械化固体充填复采采场稳定性分析

利用传统房柱式或短壁方法开采的矿区,采空区遗留大量呆滞煤炭资源,同时煤炭开采还向地面排放大量固体废弃物,造成环境污染和占用土地等危害,开发老采空区残留煤柱综合机械化固体充填复采技术是解决上述问题的主要途径之一.以房柱式充填采矿方法为背景,建立了表征采空区内矿柱和充填物支撑顶板的弹性板柱力学模型,研究顶板不同阶段下沉的力学过程.通过数值计算从能量观点对充填采场的矿压显现规律、煤柱受力及其破坏特点进行了探讨.研究表明:当煤柱的有效承载面积逐渐减小时,单一煤柱的失效将使载荷转移到邻近煤柱上并引起相邻煤柱过载,房柱式充填开采不存在直接顶及基本顶周期来压现象,煤柱内部应力受回收顺序影响较小.采场最大下沉值减少了30%～60%,充填后最大能量密度值是未充填情况下的0.86倍.     

排矸区复垦林木生长量的动态调查研究及经济效益分析

对鹤煤集团岭北露天矿排矸区,复垦营造的樟子松人工林,采用定位观察法,在标准地内对林木各项因子生长量的调查,将获得的数据经过整理分析,结果显示:林木的保存率、平均胸径、平均高度、蓄积等因子的生长量与当地宜林荒山荒地所营造的同龄樟子松林的生长量对照无差异,具有明显的经济、生态及社会效益。     

金川废弃物及在充填采矿中综合利用研究现状与展望

金川镍矿深井与贫矿充填法开采面临采矿经济效益和环境保护压力。利用废弃物开发低成本和高性能充填胶凝材料,对于提高采矿经济与社会效益与金川矿山可持续发展具有重要意义。首先,调查金川公司废弃物现状及资源化利用存在的问题;然后,总结分析金川矿山废弃资源开发利用研究进展与技术进步成果;在此基础上,提出金川固体废弃物在充填采矿中资源化综合利用的技术途径及关键技术,并给出在金川矿山充填采矿中资源化综合利用研究技术路线;最后,展望金川矿山实现废石、废渣、尾砂等固体废弃物资源化综合利用经济效益与发展前景。     

矿山资源开发引起的环境污染效应及其控制对策

矿山固体废物和酸性废水已成为矿山资源开发过程中的两大环境公害。通过对矿山资源开发引起的环境污染问题的研究，可以揭示污染元素的迁移循环规律，对于矿山的污染治理、环境评价和生态修复研究具有重要意义。对国内外矿山资源开发中的固体废物和酸性废水引起的环境污染问题进行了综述，并提出了相应的预防和治理对策。     

生态重建技术在平果铝矿区的应用

广西壮族自治区是我国有色金属生产基地,有色金属业固体废弃物排放量大,采空区和废弃地多,有色金属业矿区土地复垦、生态重建、固体废弃物处置和用地管理是当前矿山环境管理工作的重点与难点,平果铝业公司自投产以来,在这些领域做了大量有益的研究和实践,形成了一套可供借鉴的成功模式。     

矿山固体废弃物种植混合土配制方法及生态修复实效

矿山固体废弃物资源化利用与处置一直是矿山与矿业领域关注和科学研究的重点。为满足矿山废弃地复垦与生态修复之需要,在山区自然混合土与植被特征调查研究的基础上,提出了矿山固体废弃物种植混合土及其配制方法。同时,通过了盆栽试验和地栽试验研究,结果显示：利用矿山固体废弃物与好土（细粒土）,按本法能够很容易配制出适合植物生长的矿山固体废弃物混合土基质;利用这种矿山固体废弃物种植混合土进行矿山废弃地复垦与生态修复,不仅可以大量地消耗与处置矿山固体废弃物,而且能够快速地实现矿山生态恢复,较有效地防止泥石流、水土流失、环境污染等环境问题,其生态效益、社会效益和经济效益均较显著。     

磷石膏和粉煤灰胶结充填料的性能试验研究

虽然磷石膏不是理想的充填骨料,但利用具有活化剂作用的粉煤灰等工业废料,作为水泥的代用品,在磷石膏、粉煤灰胶结充填过程中取代一部分水泥用量,可改善浆体的胶凝特性,延长管道使用寿命,对降低充填成本,减少环境污染,推动废弃物的资源化利用具有重要意义,是充填工艺技术发展的一个重要方向。其试验结果显示,用磷石膏和粉煤灰制作胶结充填料是完全满足现场工艺的要求。     

充填开采技术在煤矿中的实践

煤矿实施充填开采,可有效控制地面沉陷,地形地貌和地面建筑物基本保持原状,地下水源不破坏,提高资源回收率,井下大面积减少采空区,减少了老空积水、积瓦斯等危险源,降低了发生冲击地压可能性,综合社会效益、环保效益和提高安全水平都有积极意义,是打造绿色矿山的重要环节。