煤矸石的综合利用

煤矸石的综合利用陈俊涛李吉忠田成民（黑龙江矿业学院，黑龙江鸡西１５８１０５）关键词煤矸石用途煤矸石的堆放，不但污染环境，而且侵占大量土地。因此必须寻求适宜的方法进行综合利用。本文重点介绍几种煤矸石的主要用途。１煤矸石成分及其利用价值煤矸石是含热值较低...     

煤矸石动强度特性试验研究

通过对煤矸石料的室内动强度试验,得出了不同初始固结比下煤矸石的动强度以及动强度包线,初步研究了煤矸石的动力特性,并对煤矸石的动强度与破坏时其振动周数之间的关系曲线进行了拟合,给出了其数学表达式。根据试验所得动强度包线的特征,分析了煤矸石动强度参数的变化规律,为煤矸石在实际工程中的应用提供参考。     

煤矸石制作硅肥技术试验研究

煤矸石制作硅肥时应先对煤矸石进行活化处理。通过在煤矸石中加入助剂,采取高温煅烧方法,研究出了煤矸石中有效硅活化的最佳助剂比例为煤矸石:CaCO₃:Na2CO₃:NaOH=1:0.1:0.5:0.05;煤矸石活化的最佳温度为700℃;最佳煅烧时间为2h;最佳粒度为80目。依据煅烧试验结果,提出了煤矸石制作硅肥的工艺技术。经对试验制成的硅肥成分与有害元素测试,符合国家硅肥标准。      

河南省煤矸石危害现状及综合利用措施建议

针对河南省煤矸石的积存现状、煤矸石堆放所造成的环境地质问题及煤矸石的综合利用现状等方面进行了论述,在此基础上,提出了高效、科学综合利用煤矸石的方法和建议.具有一定的理论和实际意义.     

不同地质年代煤矸石中有机质的溶出特征对比

分别以神东矿区补连塔矿侏罗纪煤矸石和保德矿二叠纪煤矸石为研究对象,通过浸泡实验,结合三维荧光光谱测试技术及平行因子分析法,对比研究2种煤矸石中有机质的溶出特征,这对于开展煤矿区地下水库水处理机理研究具有重要意义。研究结果表明:由于煤矸石自身矿物组成不同,补连塔矿煤矸石浸泡液中总离子质量浓度高于保德矿,且2种煤矸石浸泡液均呈弱碱性;其中补连塔矿煤矸石溶解性有机质（DOM）中含有较多的共轭双键或苯环类简单芳香族化合物,以富里酸和分子量较大的陆源类腐殖质为主,且含量普遍高于保德矿,而保德矿煤矸石中富里酸和酪氨酸类有机质较多。根据DOM样品荧光指数（FI）、生物源指数（BIX）、腐殖化指数（HIX）的计算结果,2种煤矸石中DOM主要为内源有机质,并具有较强的自生源特征,且煤矸石形成地质年代越早,煤矸石DOM样品的"微生物源"特征越明显。      

钢纤维煤矸石混凝土抗冻性能及损伤模型研究

为研究钢纤维煤矸石混凝土的抗冻性能,以冻融循环次数和钢纤维掺量为主要变量,通过快速冻融试验,研究不同掺量的钢纤维煤矸石混凝土的表观形貌、质量损失、相对动弹性模量和抗压强度的变化规律;并依据钢纤维煤矸石混凝土动弹性模量的变化,定义钢纤维煤矸石混凝土的损伤变量,建立冻融环境下钢纤维煤矸石混凝土的损伤模型。研究结果表明：在冻融环境作用下掺入适量的钢纤维能够降低煤矸石混凝土的质量损失和减缓相对动弹性模量的下降,提高煤矸石混凝土的抗冻性能;依据损伤变量提出的损伤模型与试验数据符合较好,可以为冻融环境下钢纤维煤矸石混凝土的耐久性研究提供理论参考。     

阜新矿区混堆煤矸石利用工业分类初探

本文从煤矸石资源利用出发，详细分析了煤矸石传统分类的优缺点，结合阜新矿区煤矸石特征及研究成果，基于钙镁硅比值和发热量，提出了混堆煤矸石利用工业分类的初步方案。     

演马矿煤矸石矿井填充对环境影响的控制研究

针对演马矿煤矸石矿井填充可能造成的环境影响,在实验室环境中制定了两种动态淋溶控制实验,来模拟煤矸石矿井回填后的控制效果。其一是将煤矸石与粘土均匀混合填充;其二是将煤矸石与粘土分层填充。通过这两种控制实验的比较分析可知,粘土层的吸附、转化作用,对控制煤矸石中有害元素的溶出有一定的效果。考虑分层样对F-有良好的控制效果,建议选择分层方法进行煤矸石矿井填充。     

格宾网加筋煤矸石界面剪切特性及路堤边坡稳定性研究

为充分利用采煤过程中的废弃物煤矸石,并支持我国碳中和政策,湖南安邵高速公路K128+573—K128+740填方路段采用煤矸石进行填筑,并以格宾网加筋来增强煤矸石路堤边坡的稳定性。基于煤矸石化学成分、级配情况掌握其基本特性,并通过大型直接剪切仪获得格宾网加筋煤矸石的界面剪切特征。借助有限差分软件分析加筋及加筋方式对加筋煤矸石路堤稳定性的影响。结果表明:击实后煤矸石的颗粒级配得到有效改善,曲率系数从4.20变为1.28,有助于满足路堤填筑要求;通过格宾网加筋,煤矸石内摩擦角从35.0°增至40.2°,残余强度衰减率降低;煤矸石路堤边坡坡角水平位移显著减小,有效约束了边坡的变形,且随着路堤高度的增加,加筋效果更为明显;格宾网铺设间距越小,煤矸石路堤边坡安全系数越高,其横向铺设长度存在最优值;对于本工程而言,建议加筋间距、长度分别为3、8 m。随着煤矸石弹性模量的改变,其加筋边坡的稳定性变化并不明显;而当增大格宾网筋材的拉伸模量,格宾网加筋煤矸石路堤边坡的稳定性显著增大。      

论煤矸石山的灾害及防治对策——以广东梅州明山煤矿为例

在分析了煤矸石的灾害和综合利用的基础上,有针对性地提出了对停放多年且逐渐风化的煤矸石,为了避免和减少煤矸石所带来的灾害,对煤矸石山进行植被恢复与重建是最经济实惠且行之有效的较为理想的永久性防治方法。     

国内外“人工矿床”研究现状与前景

“人工矿床”主要是指废石及尾矿等能被重新利用的资源，在富矿资源日益减少的今天，贫矿资源，废石及尾矿等非传统资源的开发利用越来越受到重视，目前，国内外主要从物质再回收和物质转移两个方面对废石和尾矿的综合利用进行研究。国外已利用细菌浸出等先进的矿物加工工艺从低品位的含铜和含金的废石和尾矿中回民铜和金，利用已无回收价值的尾矿加工制造水泥，陶瓷，玻璃等新型材料，国内主要利用重选，磁选，浮选，化学选矿联合工艺流程回民铁，铜，金等尾矿中的有用元素,利用废石，尾矿作建筑石料或加工制造砖，混凝土，陶瓷等建筑材料。     

用干振挤密碎石桩加固厚矸石地基

用矸石回填煤矿塌陷区,采用干振挤密碎石桩加固地基,可以作为工业与民用建筑用地,既节约土地,又减少环境污染。是煤矿塌陷区综合治理的一条很好途径。     

淮北海孜煤矿采煤塌陷区煤矸石充填复垦条件分析

为了增加塌陷区耕地资源,有效地提高土地利用率,减少环境污染,本文通过对海孜煤矿塌陷区进行实地勘查,室内测试和实验,分析塌陷区煤矸石充填复垦条件。分析结果表明:塌陷区的地形地貌条件有利于土地复垦工程的实施,较高的地下水位可以为重构土壤提供充足的水分;塌陷区塌陷深度小,且绝大部分塌陷区已达到稳沉状态,有益于煤矸石充填复垦;大量的煤矸石为充填复垦提供了充足的物质基础,煤矸石中有害元素含量低,复垦后不会对地下水和土壤造成显著的污染,且煤矸石的块度组分有利于水分的保持和上移。     

Experimental study of the movement of backfilling gangues for goaf in steeply inclined coal seams

For the coal mining with flexible shield supports which is used widely in the exploitation of steeply inclined coal seams, a method with which to backfill enough gangues efficiently in goaf is the key to meet the control requirements for the roof. In order to research the movement of gangues in goaf and the factors influencing backfilling effects, an experimental device for the movement of gangues for backfilling the goaf in steeply inclined coal seams was designed. The movement trajectory of gangues was monitored and was divided into three stages. Gangue movement characteristic under different engineering condition was studied, which showed that the backfilling rate of gangues in the goaf of steeply inclined coal seams is positively correlated to the dip angle of the coal seam and the mining thickness, while being negatively correlated to the grain size of the gangues and the deformation of the roof.     

不同类型煤矸石中微量元素含量的探讨

通过采集山东省兖济滕煤炭基地不同类别煤矸石（砂质矸、泥质矸、新鲜矸、风化矸、自燃矸）样品,对其矿物组成及微量元素含量进行分析测试。结果显示：矸石样品矿物组成主体均为高岭石、石英、伊利石／蒙脱石混层、蒙脱石、长石、方解石、白云石及黄铁矿等矿物,所测样品中未发现绿泥石。各种类型煤矸石样品中微量元素含量差别较大,砂、泥质含量不同的矸石样品中微量元素含量不同。砂质矸中微量元素含量低,泥质矸含量相对高。自燃矸大部分微量元素含量高于新鲜矸和未自燃风化矸,Co、Ni、Cu、Mo、Cd元素在自燃矸、风化矸中均显示富集的性质,但自燃矸比风化矸对元素的富集作用更为明显,因此泥质矸、风化矸、自燃矸可以释放出更多的有害微量元素,综合利用中应予以注意。     

论易门铜矿区叠加钴矿化地质特征

综合研究易门铜矿区钴、铜一钴矿床的矿化围岩及蚀变、矿石与脉石矿物组合、矿体地质特征等，提出易门铜矿区的钴矿化形成于晋宁期或印支－燕山期与隐伏的中－酸性岩体有关的后生叠加岩浆期后热液作用，还指出找矿方向，注意在隆起（背斜）与断裂构造的发育区，硅化、钠化、黑云母－绿泥石化蚀变带及Ｃｕ、Ｃｏ（Ａｕ）、Ａｓ、Ｐｂ、Ｚｎ化探异常的地段，优先找矿评价，扩大钴、铜－钴矿床的远景。     

鄂尔多斯盆地北缘煤炭固体废弃物中铝的特征

为了研究煤炭固体废弃物中铝的含量及赋存状态,探讨其中氧化铝提取的可能性,在处理煤炭固体废弃物的同时扩大我国自然铝资源,分别采用化学分析、XRD、SEM及粒度分布等方法对鄂尔多斯北缘准格尔等煤田煤矸石及粉煤灰进行了化学成分、物相组成及结构测定。结果表明:该地区的煤矸石和粉煤灰中氧化铝的质量分数均接近或大于40%, 达到了铝矿床的工业品位;煤矸石中铝主要赋存在高岭石和勃姆石中,OF灰中铝主要赋存在莫来石中,而CFB灰中铝则赋存在非晶态物质中;同时CFB灰与OF灰相比具颗粒细小且粒度分布均匀、颗粒形态呈絮状、结构活性高等特点;CFB灰中的铝活性高易提取,煤矸石中的铝只需要热活化即可提取,而OF灰中的铝则需要化学活化才可以提取。高铝煤炭固体废弃物中铝的有效提取可以补充铝资源的不足。     

煤矸石中汞和砷的赋存形态研究

对煤矸石中汞、砷的赋存形态进行研究,可以为煤矸石发电过程中汞、砷的脱除提供理论依据。采用逐级化学浸提法将3个不同产地煤矸石中汞、砷的赋存形态分为可交换态、碳酸盐结合态、铁锰结合态、硫化物结合态、有机结合态和残渣态。采用不同的浸提溶液得到对应结合态的测试结果。结果表明,煤矸石中汞、砷的赋存形态具有一定的相似性。煤矸石中汞、砷主要以硫化物结合态为主,其质量分数占总汞的67.66%~72.68%,占总砷的56.71%~79.36%;其次为残渣态,其质量分数占总汞的23.70%~28.06%,占总砷的11.47%~18.02%。另外在煤矸石中砷还以少量有机结合态形式存在。      

Geochemical characteristics of the coal gangues from the Du’erping coal mine,Xishan coalfield,North China

Inductively coupled plasma mass spectrometry, inductively coupled plasma optical emission spectroscopy, hydride generation-atomic fluorescence spectrometry, emission spectrometry, X fluorescence spectrometry, and X-ray diffraction were employed to study the geochemistry and mineralogy of coal gangues from Nos. 2, 3, and 8 coal seams of the Du’erping coal mine, Xishan coalfield, Taiyuan, Shanxi Province. The study revealed that compared with the sedimentary cover, upper continent crust, Carboniferous-Permian coal from North China, as well as most coal in China, coal gangues from Nos. 2 and 3 coal seams are rich in Li, Be, Sc, Cr, Cu, Ga, Ba, Th, Nb, Cd, Pb, Ta and rare-earth elements, and coal gangues from No. 8 coal seam are rich in Li, Sc, V, Cr, Ga, U, and rare-earth elements. Compared with the Carboniferous-Permian coal from North China and most coal in China, coal gangues from Nos. 2, 3 and 8 seams are rich in Rb, V, Cs and Sr. Therefore, The Du’erping coal gangues in the Xishan coalfield are rich in most hazardous trace elements and rare-earth elements, wherein the contents of Ga and Li reach the industrial grade and have significance for industrial utilization. On the whole, coal gangues of the Shanxi Formation from the Permian are rich in more trace elements than those of the Carboniferous Taiyuan Formation. The distributions of REE show obviously dipping rightwards with negative Eu anomalies. The contents of rare-earth elements in the three seams are quite different. All of the above indicate that the source of the rare-earth elements is terrigenous debris. Minerals in No. 2 seam identified by X-ray diffraction mainly include quartz, kaolinite, in addition to calcite, pyrite, apatite, epidote, and epsomite. No. 3 seam mainly contains quartz, kaolinite, in addition to a small amount of sodium feldspar, calcium nitrate, iron ore, gypsum, and vivianite. No. 8 seam mainly contains kaolinite, dickite, quartz, illite, and a small amount of hematite and U. The correlations between major elements and trace elements in coal gangues of the Du’erping coal mine analyzed by using SPSS (Statistical Product and Service Solutions) indicate that the trace alkali elements and rare-earth elements occur mainly in such clay minerals as kaolinite.