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煤矸石井下充填（煤矸石高濃度膏體充填料漿）配方技術(shù)
煤矸石是煤炭生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的固體廢棄物，堆存在地面形成矸石山。據(jù)不完全統(tǒng)計，目前我國矸石累計堆放量超過60億噸，形成矸石山1500~1700座，占地20余萬畝，且以每年約3億噸的排放速度逐年增加。近3年來，在煤矸石綜合利用水平不斷提升和國家嚴(yán)格控制煤炭產(chǎn)能的情況下，新增煤矸石產(chǎn)生量仍達(dá)到6.5億噸左右。大量的煤矸石對環(huán)境造成很大的危害，大致包括土地占用、地表下沉、水土流失、地質(zhì)沙漠化和生態(tài)破壞等問題。
近年來，煤矸石的綜合利用取得了較大進步，截至2020年底，煤矸石資源綜合利用率已達(dá)到72.2%，與2015年相比增加了8個百分點，其中煤矸石及低熱值煤發(fā)電裝機規(guī)模達(dá)到4300萬kW，利用煤矸石、煤泥量達(dá)到1.5億噸/年。“十四五”以來，在“雙碳”目標(biāo)的大背景下，國家大力推動重點行業(yè)工業(yè)固廢源頭減量和規(guī)模化高效綜合利用，2022年1月工信部等八部門印發(fā)的《關(guān)于加快推動工業(yè)資源綜合利用的實施方案》提出推廣“煤矸石原位井下充填”等先進工藝，強化生產(chǎn)過程資源的高效利用、梯級利用和循環(huán)利用，降低固廢產(chǎn)生強度。
煤矸石井下充填處理技術(shù)具有處理效率高、處理位置集中、“矸石不出井”等優(yōu)點，是我國煤矸石處理的發(fā)展方向。
煤炭是工業(yè)生產(chǎn)的重要能源，隨著工業(yè)化的不斷深入，煤炭的年產(chǎn)量逐年擴大，矸石作為煤炭的伴生物，其出井量也在快速遞增。但矸石是含炭量低、灰分高的固態(tài)廢棄物，煤炭出廠前需將矸石分選出來，而目前我國矸石綜合利用率較低(僅30%左右)。傳統(tǒng)的處理方式是直接將矸石堆放于地表，形成矸石山。矸石山會對礦區(qū)生態(tài)環(huán)境帶來很大的威脅與破壞，包括侵占土地，污染空氣、水質(zhì)和土壤，成為制約煤礦綠色發(fā)展的瓶頸，嚴(yán)重影響煤礦的可持續(xù)發(fā)展。同時，由于地下煤炭資源大面積大規(guī)模開采形成采空區(qū)，導(dǎo)致地應(yīng)力場重新分布，伴隨著礦井動力現(xiàn)象的產(chǎn)生，繼而引發(fā)礦井礦震、沖擊地壓、瓦斯突出等動力災(zāi)害，嚴(yán)重威脅礦井生產(chǎn)安全。
對煤礦井下原煤實行井下分選-矸石就地充填，可顯著減少矸石的出井量，降低煤炭的洗選負(fù)荷。其不但對保護環(huán)境和自然資源有著極其重要的意義，也符合綠色開采與發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟的要求，同時還減少了矸石無效提升運輸而產(chǎn)生的運輸費用，避免矸石提升到地面堆積帶來的環(huán)境問題，還可以提高原煤中精煤的產(chǎn)率，最終增加煤礦精煤產(chǎn)量，提高煤礦收益。此外，將井下分選后的矸石充填至采空區(qū)域，有助于解放“三下”壓煤資源，提高煤炭資源的利用效率。
目前煤礦的煤矸石井下充填是將破碎后的矸石和普通硅酸鹽水泥、粉煤灰、水按照一定比例由地面大型充填站攪拌成膏狀漿體，再利用長距離輸送管路高壓泵送至井下充填工作面，將矸石、水泥、粉煤灰等充填材料在地面拌制完成后再用管路輸送至井下充填，同時在矸石充填材料的制備過程中需外購水泥和粉煤灰等非矸石材料，增加了矸石充填材料的制備成本，且未能有效地利用矸石。此外充填體在固化過程中存在泌水現(xiàn)象，所泌出的水滲入地下水區(qū)域?qū)Φ叵滤Y源造成一定的污染。
本煤矸石高濃度膏體充填料漿不泌水的且適用于矸石井下就地充填，解決矸石充填材料成本高、矸石利用率低以及充填體在固化過程中由于泌水而對地下水資源造成污染的技術(shù)問題，采用不同毫米級和微米級級配的煤矸石顆粒作為充填骨料，無需使用水泥和粉煤灰，因此成本低；由于采用專用活性劑激發(fā)微米級矸石顆粒的表面，使其具有自膠結(jié)性，易固化；由于采用專用的固水劑，使其不泌水；該充填材料在使用過程中便于通過管道將其輸送到充填工作面，且表現(xiàn)出良好的充填固化性能，同時不會由于泌水而污染地下水，具有較好的環(huán)境效益。
煤矸石高濃度膏體充填料漿，屬于煤矸石井下充填技術(shù)領(lǐng)域，解決矸石充填材料成本高、矸石利用率低的技術(shù)問題。
煤矸石高濃度膏體充填料漿配方成分組成：充填骨料（包括粗骨料與細(xì)骨料）、懸浮劑、分散劑、活性劑、固水劑、水。采用不同級配的煤矸石作為充填骨料，并且未使用水泥和粉煤灰，因此成本低；且易固化，不泌水，因此不污染地下水；同時料漿流動性好，便于管道輸送到充填工作面，從而可順利完成料漿的管道輸送和井下充填。
特性優(yōu)點：
1、采用本技術(shù)制備的煤矸石高濃度膏體充填料漿懸浮性與流動性好，漿體可在60min內(nèi)保持良好的流動性；
2、采用本技術(shù)制備的煤矸石高濃度膏體充填料漿固化時間短于2小時，且具有很好的固水性，充填體不泌水，不污染地下水，有利于保護充填區(qū)域的地下水資源；
3、采用本技術(shù)制備的煤矸石高濃度膏體充填料漿能夠充分利用煤矸石資源，不需外購粉煤灰和水泥，具有較強的環(huán)保效益和經(jīng)濟效益。
技術(shù)服務(wù)：煤矸石井下充填（煤矸石高濃度膏體充填料漿）配方技術(shù)280元，包括技術(shù)配方、工藝流程等，提供技術(shù)支持。
上一技術(shù)：脫硫增效添加劑 下一技術(shù)：煤矸石膠凝劑膠固粉
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