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煤矸石固废高值化利用研究现状与进展
1
作者 张博超 童辉 +3 位作者 龙雪颖 苏培莉 贺新福 张亚婷 《洁净煤技术》 北大核心 2025年第11期186-196,共11页
煤矸石是煤矿开采和选煤过程中产生的固体废弃物,长期自然堆积不仅压占土地,造成水土流失,而且会引发自燃、爆炸等危险事故。此外,煤矸石中含有多种重金属元素,会造成土壤和地下水污染。据统计,我国煤矸石年产量已超7亿t,累计堆存量超60... 煤矸石是煤矿开采和选煤过程中产生的固体废弃物,长期自然堆积不仅压占土地,造成水土流失,而且会引发自燃、爆炸等危险事故。此外,煤矸石中含有多种重金属元素,会造成土壤和地下水污染。据统计,我国煤矸石年产量已超7亿t,累计堆存量超60亿t。因此,煤矸石的处理和利用已经成为煤炭工业需要解决的主要问题。目前我国煤矸石主要利用途径为填坑筑路、矿区回填、低性能矸石砖瓦建材等,这些粗犷型应用未能充分利用到煤矸石中丰富的化学成分(SiO_(2)、Al_(2)O_(3)、Fe_(2)O_(3)、K_(2)O、MgO、CaO和Na_(2)O等)和稀有元素(Ni、B、Be、Ti、Ga等)。随着我国可持续发展战略的实施,煤矸石逐渐向绿色高值化利用方向发展,通过酸浸法提取氧化铝、硅胶等化工原料;以碱激发工艺制备地质聚合物材料,其强度可达传统水泥的1.5倍;利用热活化技术合成沸石分子筛,应用于废水处理与气体吸附;通过配方优化烧制高性能陶瓷,或经微生物改性制成土壤改良剂,有效调节土壤酸碱度并补充微量元素。从煤矸矿物成分角度出发,系统论述了以煤矸石为原料提取化工产品,合成地质聚合物,制备陶瓷、沸石分子筛和土壤改良剂等高值化利用现状,分析了煤矸石应用过程中存在的主要问题和多组分梯级利用模式的发展趋势,以期为煤矸石相关研究和固体废弃物高值化利用提供思路和借鉴。 展开更多
关键词 煤矸石 固体废弃物 高值化利用 矿物成分 分梯级利用
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大采空区顶板“活化-再平衡”规律研究
2
作者 田山军 李文博 +6 位作者 马平 邱鹏奇 丁国利 王文伟 刘靖 张伟 李小辉 《中国矿业》 北大核心 2025年第S2期334-339,共6页
工作面开采时小煤柱无法承受失稳破断的顶板压力,导致趋于稳定的相邻大采空区顶板结构“活化”失稳,大采空区附近应力场变化易诱发冲击地压等灾害。本文以门克庆煤矿3104工作面、3106工作面及3107工作面为背景,综合运用现场监测与理论分... 工作面开采时小煤柱无法承受失稳破断的顶板压力,导致趋于稳定的相邻大采空区顶板结构“活化”失稳,大采空区附近应力场变化易诱发冲击地压等灾害。本文以门克庆煤矿3104工作面、3106工作面及3107工作面为背景,综合运用现场监测与理论分析,探究大采空区顶板覆岩破断演化规律,阐明其“活化-再平衡”机理。研究结果表明:(1)3107工作面第二次见方期间,大采空区侧10^(4)J以上微震事件较第一次增加7次,能量激增约28倍,表明顶板“活化”失稳;至第三次见方,大能量事件减至1次,能量骤降93.9%,顶板恢复“再平衡”状态。(2)3107工作面回采时,78~198 m岩层微震频次约为3104工作面、3106工作面的4倍,但其总能量却低一个数量级,证实大采空区顶板“活化”失稳未向高位岩层延伸。(3)建立了小煤柱开采下采空区顶板“活化”失稳力学模型与判据,揭示了下位基本顶发生回转“活化”失稳,而中位关键层未达失稳条件,保持稳定。 展开更多
关键词 大采空区 顶板活化 微震监测 数值模拟 力学模型
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切顶留巷巷道围岩变形及压力规律研究 被引量：1
3
作者 申振华 包庆林 李青松 《煤炭技术》 CAS 2024年第10期29-32,共4页
依据某煤矿29#层左五采煤工作面切顶留巷巷道顶底板位移、围岩压力实时监测数据,分析研究了留巷巷道顶底板变形及围岩压力变化的时空演化规律。结果表明:工作面推进期间,留巷在滞后工作面20~120 m,围岩变形较为严重;滞后工作面120~200 m... 依据某煤矿29#层左五采煤工作面切顶留巷巷道顶底板位移、围岩压力实时监测数据,分析研究了留巷巷道顶底板变形及围岩压力变化的时空演化规律。结果表明:工作面推进期间,留巷在滞后工作面20~120 m,围岩变形较为严重;滞后工作面120~200 m,围岩变形速度开始放缓,趋向稳定状态;滞后工作面200 m之后,围岩基本达到稳定状态。在空间分布上可将0~120 m留巷划为压力稳定区,120~240 m划为压力降低区,240~360 m划为压力升高区。研究结果可为相似条件工作面留巷巷道的稳定控制和支护设计提供依据。 展开更多
关键词 切顶留巷 顶底板变形 围岩压力 演化规律
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动静组合加载条件下煤体失稳破坏能量阈值判定方法及工程应用
4
作者 王艳军 王鹏宇 +3 位作者 黄溥 秦学良 杜明浩 刘森虎 《煤炭技术》 CAS 2024年第11期66-70,共5页
以某矿7305工作面地质及开采条件为研究背景,通过研究动静组合加载条件下煤体失稳破坏过程吸收能对煤体破裂的影响规律,提出利用吸收能比率ξ表征煤体存储能量的能力,进而确定动静载作用下煤体失稳破坏能量阈值,并利用该值提出了煤体冲... 以某矿7305工作面地质及开采条件为研究背景,通过研究动静组合加载条件下煤体失稳破坏过程吸收能对煤体破裂的影响规律,提出利用吸收能比率ξ表征煤体存储能量的能力,进而确定动静载作用下煤体失稳破坏能量阈值,并利用该值提出了煤体冲击危险等级评价新方法,并在7305工作面进行工程现场验证,对比7305工作面CT反演监测结果,发现利用煤体失稳破坏能量阈值对7305工作面冲击危险区进行划分,效果较好,判定结果较为吻合。 展开更多
关键词 动静组合加载 吸收能比率 能量阈值 冲击危险区
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