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主办单位:煤炭科学研究总院有限公司、中国煤炭学会学术期刊工作委员会

煤电化基地大宗固废“三化”协同利用基础与技术

2024-05-24



本论文创新点



1、综合分析了山西省、两淮基地、宁东能源化工基地概况及煤基固废种类和产量;

2、详细阐述了煤基固废通过重金属吸附解吸和络合钝化等技术实现无害化利用,依次列举了低热值煤基固废发电、制备建筑材料如水泥、砖瓦等煤基固废资源化利用方式,对比分析了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;

3、提出了基于煤电化基地深部煤炭资源的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理与方法。

题 目



煤电化基地大宗固废“三化”协同利用基础与技术


作 者



   
杨科1,2,何淑欣1,何祥1,初茉3,周伟4,袁宁3,陈登红1,2,龚鹏5,张元春6
单 位


1.安徽理工大学 矿业工程学院

2.合肥综合性国家科学中心 能源研究院(安徽省能源实验室)

3.中国矿业大学(北京) 化学与环境工程学院

4.安徽理工大学 材料科学与工程学院

5.中国矿业大学 力学与土木工程学院

6.安徽理工大学 化工与爆破学院


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摘   要



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理与方法,以解决矿区深部井下充填的技术难题。根据宁东基地任家庄煤矿、山西省霍尔辛赫煤矿及淮北矿区地质条件和充填目的,分别提出超前钻孔注充低位充填方案、关键层非典型特征条件下多离层梯级注浆方案和煤基固废协同利用关键技术,综合矿山固废处置与利用、深部煤炭资源开发利用、地表沉陷控制、生态环境保护等优势,形成煤电化基地大宗固废协同利用与绿色开采模式,为煤炭开采高质量化和环境低损伤化提供参考。








作者简介





    
杨科

教授

博士生导师

杨科,男,1979年8月生,四川叙永人,中共党员,教授,博士生导师,现任安徽理工大学研究生院院长,享受国务院政府特殊津贴,安徽省高峰学科“矿业工程”学科带头人,中国煤炭学会第八届理事,入选国家百千万人才工程,被授予“有突出贡献中青年专家”荣誉称号。曾获孙越崎青年科技奖、霍英东优秀青年教师奖、安徽省青年科技奖、安徽省优秀共产党员、安徽省高水平导师、中国煤炭学会最美煤炭科技工作者等荣誉称号,带领煤炭安全精准开采多场耦合致灾机理与监控预警团队获批“115”产业创新团队。




研究方向


煤基固废协同利用与绿色开采、煤岩动力灾害监测预警与防控、难采煤层智能精准开采、废弃矿井资源开发与利用
主要成果



 

长期聚焦煤炭安全智能与绿色低碳开采,主要从事多源煤基固废协同利用与绿色开采、煤岩动力灾害监测预警与防控、难采煤层智能精准开采、废弃矿井资源开发与利用方面的科研与教学工作,主持开展国家重点研发计划2项、国家自然基金重点项目3项、安徽省重点研发计划1项等研究,并负责企业协同创新项目30余项;近年来在行业权威期刊International Journal of Coal Science and Technology、Science of the Total Environment、Construction and Building Materials及煤炭学报、采矿与安全工程学报、岩石力学与工程学报等期刊发表SCI/EI论文70余篇,出版(参编)教材5部,专著(合)4部;第一发明人获发明专利授权10余件,其中国际发明专利2件;研究成果在深部煤炭精准开采与灾害防控、井下煤矸石源头减量及矿井智能化建设中推广和示范应用,荣获国家科技进步二等奖1项、省部级科技奖励10余项。

注重科教融合,教学成果获安徽省教学成果特等奖、一等奖等,带领煤炭安全智能精准开采研究生导师团队获批安徽省优秀研究生导师团队,培养研究生获得校优秀共产党员、孙越崎优秀学生和安徽省优秀毕业生荣誉称号,9名研究生获国家奖学金、院士奖学金、公派出国留学资格。

引用格式




杨科,何淑欣,何祥,等. 煤电化基地大宗固废“三化”协同利用基础与技术[J]. 煤炭科学技术,2024,52(4):69−82.

YANG Ke,HE Shuxin,HE Xiang,et al. Foundation and technology of coordinated utilization of bulk solid waste ‘Three modernizations’ in coal power base[J]. Coal Science and Technology,2024,52(4):69−82. 


END

责任编辑:朱恩光

整       理:冯春晖

审       核常   琛


  责任编辑:宫在芹
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毕业于黑龙江科技学院,采矿工程、工商管理双学士学位,采矿工程高级...

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