煤矸石井下充填是将井下或地面煤矸石充填入采空区,达到处理矸石以及控制岩层移动和地表沉陷的目的,是规模化处置煤矸石的重要途径,近十年在全国各大煤矿得到广泛应用。
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煤矸石井下充填技术发展历程
煤矸石井下充填在我国已有几十年的发展历史,且其在不同时期针对不同需求形成了工作面固体充填、工作面膏体充填、覆岩离层注浆充填和采空区浆体充填等3种煤矸石不同形态的多种井下充填方式。
20世纪80年代之前,我国煤矸石大多以就地堆放的形式进行处理,各种矸石井下充填理论及技术体系还未建立,仅有部分矿井尝试将矸石堆放在废弃巷道中以减少运输量。
20世纪80年代至90年代末,针对煤层开采后地表下沉问题,我国在抚顺老虎台煤矿开展离层注浆充填工程试验,随后在大屯、新汶、兖州、枣庄等东部矿区开展“三下”开采工程应用,并逐步建立覆岩离层注浆充填基础理论及技术体系。
21世纪初期,针对中部矿区的煤层“三下”开采问题,我国开始研究固体充填相关的矸石井下处理技术解决“三下”开采问题,形成固体充填技术体系,并在河北、开滦、山东、山西等中东部矿区开展工程应用;针对厚煤层分层开采问题,2006年太平煤矿引入膏体充填技术解决厚煤层分层开采问题,并逐步在“三下”开采中应用,兼顾处置煤矸石。
21世纪10年代后,针对西部蒙陕地区高产高效矿井的煤矸石绿色化低干扰处置需求,我国开始了采空浆体充填技术的研究与探索,并逐步在黄陵二号井、大海则煤矿展开工业化试验。
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煤矸石井下充填相关政策
2013年:《煤矿充填开采工作指导意见》通过充填开采、以矸换煤,为三下压煤和边角残煤等资源回收创造安全生产条件
2014年:《关于促进煤炭安全绿色开发和清洁高效利用的意见》,因地制宜推广使用“充填开采”绿色开采技术,鼓励对呆滞资源实施充填开采
2016年:《能源技术革命创新行动计划(2016—2030年)》,将绿色高效充填开采作为煤炭无害化开采技术创新的战略方向
2016年:财政部发布关于全面推进资源税改革的通知,对符合条件的采用充填开采方式采出的矿产资源资源税减征50%
2018年:《关于进一步完善煤炭产能置换政策的补充通知》,鼓励煤炭企业因地制宜推广充填开采,按30%比例折算产能置换指标
2018年:《煤炭行业绿色矿山建设规范》,东部地区、环境敏感地区应采用充填开采技术,确保地面无矸石山堆存,其他地区优先采用充填开采
2021年:《关于“十四五”大宗固体废弃物综合利用的指导意见》,在煤炭行业推广煤矸石井下充填+地面回填,促进矸石减量
2022年:《关于加快推动工业资源综合利用的实施方案》,加快推进煤矸石等工业固废在有价组分提取、井下充填、生态修复等领域的规模化利用。
2024年:《关于加快构建废弃物循环利用体系的意见》,畅通大宗固体废弃物井下充填、生态修复、路基材料等利用消纳渠道。
资料来源:
《采空区煤矸石浆体充填技术研究进展与展望》
《煤矸石浆体充填技术应用与展望》
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此外,煤矸石其他方向的利用途径也将重点探讨:
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▶ 煤矸石自热式脱碳制备高性能辅助胶凝材料
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