煤矿固体废弃物流态化浆体充填技术

古文哲，朱 磊，刘治成，宋天奇，潘 浩，张新福，秋丰岐，赵萌烨，黄剑斌

（1.中煤能源研究院有限责任公司，陕西 西安 710054；2.中煤西安设计工程有限责任公司，陕西 西安 710054）

0 引 言

煤炭作为我国最主要的化石能源，是工业和经济社会发展的主要动力［1］。 尽管近年来各种新能源消耗比重逐渐增长，但由于我国资源赋存特征，短期内仍不能改变对煤炭依赖的现状［2］。 煤炭资源大规模生产和利用会产生大量的煤矸石、粉煤灰、炉渣等固体废弃物，产量8 亿～10 亿t／a。 目前，国内传统的煤矿固体废弃物处理技术主要包括综合利用和充填开采等，由于这些技术存在技术适应性较低、处理能力有限、处理成本较高以及政策引导不足等方面原因，导致其没有得到大规模推广。 对众多矿山企业而言，其固废的处理仍主要依靠地面排放，这种粗放型处理方式不仅占用大量土地资源，还污染空气、土壤及地表潜水，严重破坏了矿区的生态环境，威胁了矿区居民的身体健康［3］，同时与“绿水青山就是金山银山”的生态文明建设理念背道而驰。

近年来，国家对环保要求逐步严格。 党的“十九大”报告强调：“要像对待生命一样对待生态环境”、“实行最严格的生态环境保护制度”，传递出国家对治理生态环境的坚定决心。 国内许多学者先后强调未来采矿工业的发展需要与生态环境保护高度协调统一。 文献［4-6］在对煤炭科学开采的论述中指出，煤炭的安全高效开采与环境的协调以及煤炭的清洁高效利用是煤炭行业面临的2 项根本任务，认为科学开采需做到资源利用最大化，实现煤炭生产和利用的无废排放，并从人与自然相处的本质出发说明在获取和使用自然资源的过程中，善待环境就是善待人类自己；文献［7-8］在绿色开采技术框架中构建了矸石减排技术体系，提出采用减少矸石来源、鼓励井下处理、加强综合利用等技术措施来降低环境污染，实现变废为宝；谢和平等［9-10］在煤炭革命新理念和煤炭科技发展构想中提出了近零生态损害的科学开采和近零排放的清洁低碳利用战略蓝图，强调要实现开发、利用和转化污染物的近零排放，推动煤炭由“黑”变“绿”，实现污染物及伴生资源最大限度的资源化利用；王国法等［11］指出应用信息技术、智能制造技术和人工智能技术实现煤炭安全绿色高效开采和清洁高效利用是智慧矿山建设的基本任务和必经之路；申斌学等［12］提出了新时代背景下的绿色矿山建设体系，明确了绿色矿山的建设需要实现矿井全生命周期的零水排放、零矸排放、零污排放等多个零排放目标。 综上所述，随着新时代生态文明发展理念的不断深入，矿山企业固体废弃物的合理、合法处置已成为各界关注的焦点问题。

目前，国内尚没有学者对煤矿固体废弃物流态化浆体充填技术展开系统性研究，但在相关领域，如采空区治理、灌浆防灭火、离层注浆等方面已有针对性研究，并取得了研究成果。 王金庄等［13］对煤矿覆岩离层注浆减缓地表沉降机理进行了深入研究，总结了离层空间的动态变化规律，为注浆效果控制提供了有力支撑；许家林等［14］在离层注浆技术的基础上提出对采空区局部或离层区与冒落区进行充填以控制覆岩破坏的部分充填采煤技术；题正义等［15］通过数值模拟分析了采空区注浆防灭火过程中浆体扩散的影响因素和扩散规律；文献［16-17］ 对传统的注浆防灭火工艺进行优化，分别提出采空区预埋高位套管注浆技术和井下高低位联合定向注浆技术，弥补了传统技术的不足，并获得了较好现场应用效果；陈凯等［18］在大同采煤沉陷区光伏示范基地建设工程中提出利用注浆充填的方法治理采空区，以确保地面构筑物的安全，并取得了较好的实践效果。但以上技术研究成果均相对独立，处理且并非以矸石等固体废弃物为目的，因此笔者通过整合以上技术，结合地下水库储水机理提出了工艺适应性较强的三位一体、四维协同浆体充填技术，并集成金属矿山长距离浆体管道输送技术，完善了流态化浆体充填技术体系。 流态化浆体充填技术体系的提出旨在安全、绿色、高效地处理煤炭开采和利用过程中所产生的固体废弃物，为我国矿山企业提供全新的固废处理方法，丰富我国煤炭行业固体废弃物处理技术体系，为实现煤炭资源绿色开采，清洁利用和零废排放奠定基础。

1 煤矿固废处理技术发展现状与瓶颈

1.1 煤矿固废处理技术发展现状

针对煤炭开采和利用过程中产生的矸石、粉煤灰等固体废弃物，国内传统的处理技术包括资源化综合利用和充填开采等技术。

1）资源化综合利用技术。 根据利用方法不同划分为3 类［19］：①直接利用型，将属于Ⅰ类一般固废的煤矸石回填于开采沉陷区后进行复垦，或将其用于公路路基、铁路基床；②加工提质型，将符合水泥制作标准的粉煤灰加工后，制成水泥；③综合利用型，将发热量高的煤矸石进行燃烧发电，并将燃烧后形成的锅炉灰渣制砖制陶。

2）充填开采技术。 充填开采是绿色开采技术［20］，是为解决“三下”压煤，对村庄下、水体下和铁路下煤炭资源的开采方式［21-23］。 随着技术水平、装备水平及管理水平的不断提升，该技术的采煤能力和充填能力都有了较大突破，在解决“三下”压煤的同时，也可以规模化处理矸石等固体废弃物。 充填开采技术对固废需求量较大，目前已发展成为行业处理固废的最主要方式之一。

充填开采技术种类繁多，按作业方法不同可划分为工作面充填开采和巷式充填开采；按充填物料特征的不同可划分为固体充填采煤、膏体充填采煤和高水材料充填采煤，其中高水材料充填采煤以专用高水材料作为充填物料进行充填开采，无法解决固体废弃物排放，故不列入讨论范围。 不同作业方法与不同的物料特征组合形成工作面固体充填采煤（又称“刮板输送机卸矸充填”）、工作面膏体充填采煤、巷式固体充填采煤和巷式膏体胶结充填采煤等4 种充填采煤工艺。 目前，这些技术已在邢东、花园等许多矿井成功应用。 固体充填采煤主要以煤矸石作为充填物料将其充填于工作面采空区或废弃巷道中，以达到降低和减缓覆岩垮落的目的。 膏体充填采煤通常以矸石和尾砂作为骨料，以粉煤灰等灰料作为辅料、以水泥作为胶结剂，按照特定比例加水配置成具有一定承载能力的膏体进行充填，以达到控制地面破坏的目的。 从处理固体废弃物的角度来讲，同等条件下，固体充填采煤技术处理固废的能力大于膏体充填采煤。 目前，国内已有的工作面固体充填采煤项目最大处理能力约0.5 Mt／a，在建的葫芦素煤矿矸石井下充填项目设计充填能力为1.0 Mt／a。

此外，许家林［25］在离层注浆的基础上提出了部分充填采煤技术，通过对采空区局部、离层区或冒落区进行充填，依靠充填体与采场垮落的岩体形成稳定结构以达到控制地面沉陷的目的。 目前该技术在门克庆煤矿等得到了成功的应用。 从现场应用效果看，该技术可很好地控制地表变形，且减少了充填量，降低了充填成本，但处理固废能力相对有限。

1.2 煤矿固废处理技术瓶颈

目前，资源化综合利用技术和充填开采技术并没有得到广泛应用和推广的主要原因如下。

1）适应性较低。 以工作面固体充填采煤技术为例，该技术是目前规模化处理固废能力最大的方式之一，但其对煤层赋存条件、工作面布置及采煤工艺等要求严格。 基于目前的技术水平和装备水平，该技术的理想开采煤层厚度为2.0 ～4.5 m；在仰采条件下使用情况较好，而在俯采情况下容易出现回矸等问题；较适用于综采，而在综放条件下无法实施。 资源化综合利用技术是延伸产业链、变废为宝的绿色技术，但该技术存在明显的地域差异性。 以粉煤灰为例，在我国东南地区粉煤灰是生产水泥的主要原料，具有较高的市场价值，但在我国北方煤炭主产区，其市场需求相对较小，运输成本远高于市场价值，所以无法作为有价值的固废进行综合性利用加以推扩。

2）处理能力有限。 充填开采技术通常需要多项工艺进行配合，特别是“充填”与“采煤”之间存在一定匹配关系，导致其能力相互制约。 目前，国内已有的充填采煤项目最大处理能力仅为0.7 Mt／a。 资源化综合利用技术由于市场需求较小，其处理能力也相对有限。

3）处理成本较高。 以笔者参与设计的葫芦素煤矿和小回沟煤矿等数个充填项目为例，井下新增1 套充填采煤工作面投资为1.5 亿～2.5 亿元，建设工期为1～3 a，吨矸处理成本为30 ～80 元。 对矿山企业而言，项目建设投资大、成本高、工期长，在政策支持力度不足的背景下，实施以处理固废为目的充填开采阻力较大。

4）影响矿井正常生产接续。 工作面充填采煤的基本原理是通过在井下布置1 个充填采煤工作面，同时配备充填采煤专用液压支架等成套设备，在工作面开采的同时对其后方的采空区进行充填。 然而《煤矿安全规程》（2016 版）以及各省相关规定对井下工作面的数量以及采区工作面的布置有严格要求；且井下增加1 个充填采煤工作面，井下人员数量、设备配备等均会发生变化，矿井原通风、运输、供电等系统均需调整。 因此，传统的充填技术对矿井的正常生产、接续计划以及各系统影响较大。 对“三下”压覆严重、生产能力较低的老矿井而言，该技术具有一定的应用前景，但对于资源赋存条件优越的现代化大型矿井，推广该技术难度较大。

2 流态化浆体充填技术

2.1 流态化浆体充填技术的目标与要求

随着我国煤炭行业产能结构的优化调整，落后产能逐渐被淘汰，现代化高产、高效大型矿井应运而生。 现代化大型矿井生产能力较大，其伴生物煤矸石等固废产量也随之增大，随着国家及地方环保政策的逐步收紧，矿山企业对固废处理能力和处理效率的要求也逐步提高。 传统处理技术能力小、成本高、影响大、适应性差等弊端逐渐凸显，因此已不足以解决国内矿山企业普遍面临的固废排放难题。 在此背景下，笔者对新型流态化浆体充填技术提出了以下具体要求。

1）工艺简单、安全可靠。 流态化浆体充填技术的系统布置和工艺流程应简单、可靠，避免工艺复杂或布置不当引起浆体堵管或淹没工作面等安全事故。

2）系统独立、目标单一。 流态化浆体充填技术以处理固体废弃物为目标，其系统布置与井下生产系统应相互独立，避免影响矿井正常生产及接续计划。

3）高能低耗。 流态化浆体充填技术的处理能力、处理效率及处理成本应满足现代化大型矿井的固废处理需求。

4）实现自动化或智能化控制。 流态化浆体充填技术应实现自动化或智能化控制，降低劳动强度，减少作业人员数量，为固废智能化处理奠定基础。

2.2 流态化浆体充填技术构思

流态化浆体充填技术的基本构思是将煤炭生产和利用过程中所产生的煤矸石、粉煤灰等固体废弃物经破碎、研磨后制成浆体，通过长距离浆体管道输送技术输送至采空区附近，再利用高位注浆、邻位注浆或低位灌浆等技术手段将其充填于煤矿开采覆岩垮落后的残余空间中，从而达到处理固体废弃物的目的，如图1 所示。

图1 流态化浆体充填技术构思Fig.1 Conception of fluidization slurry backfilling technology

流态化浆体充填技术的内涵是将矸石等固体废弃物破碎的研磨成微小颗粒，然后以水为载体，以管路为通道，以泵为动力，将固废颗粒高效迁移至井下开采垮落后的残余空间，利用“水-砂”混合物在开放空间的沉淀特性以及采空区的过滤能力，使得固废颗粒滞留于井下废弃空间，并根据需要将水从低位进行回收，以达到固废的高效处理及水资源的分区调配和重复利用。 流态化浆体充填技术的主要系统布置于地面，系统相对简单，工程建设量较小，系统可采用集成化远程控制，人员劳动强度低，井下仅需布设输浆管道，且浆体处理与煤炭生产相互独立，处理系统对矿井原有生产及接续影响较小。

3 流态化浆体充填关键技术组成

固体废弃物流态化浆体充填技术是以关键技术原始创新和共性技术集成创新的模式，将多项技术有机结合起来，基于采动覆岩破碎区浆体介入理论建立的新型流态化充填技术体系，其核心技术包括以下6项：高效精准制浆、智慧管道输送、四维协同充填、采动覆岩钻进、全息远程控制和安全生产保障，其技术架构如图2 所示。

3.1 高效精准制浆技术

高效精准制浆技术是固体废弃物流态化浆体处理的基础和前提，也是智慧管道输送和四维协同充填的技术保障。 高效精准制浆技术涵盖浆体的高效制备及浆料粒级的精准配比。 首先，浆体的制备是流态化浆体充填技术的主要成本来源之一，因此，直接关系流态化浆体充填技术的应用前景。 浆体的高效制备需要结合固体废弃物的基本物理力学特征，合理布置破碎及研磨系统，确保破碎比和研磨比最佳，以降低系统能耗。 其次，智慧管道输送和四维协同充填对浆体的粒径及浓度均要求较高。 四维协同充填系统根据灌注方式以及充填区域的不同对浆体的粒径有不同的要求，智慧管道输送系统则需要结合充填系统的要求确定输送的核心参数，高效精准制浆系统为精准控制浆体的粒径、浓度和级配提供重要保障。

图2 流态化浆体充填技术架构Fig.2 Framework of fluidization slurry backfilling technology

3.2 智慧管道输送技术

为提高固体废弃物的输送效率，降低其运输成本和负面影响，引进金属矿山长距离浆体管道输送技术，并进行改进和优化。 金属矿山长距离浆体管道输送的要求相对单一，仅需考虑管道输送对浆体浓度、级配、流速等因素的要求，而流态化浆体充填技术中浆体输送系统作为过渡环节，需要与制浆系统和充填系统相匹配，在长距离浆体管道输送技术的基础上需满足分区控压、分时稳压，浓度、级配与流速动态平衡。 具体而言，智慧管道输送技术具有以下2 点功能：①可根据不同级配要求对浓度、流速进行自动调节，降低管道磨损及设备能耗；②可根据不同工艺的输送压力要求，实现多工况条件下分区控压、分时稳压的智慧输送。

3.3 四维协同充填技术

四维协同充填技术体系架构如图3 所示，包括高位注浆、邻位注浆和低位灌浆。 高位注浆充填是利用高位注浆钻孔或高位注浆巷向覆岩破坏区进行注浆充填，主要适用于埋深较浅或地下残余空间较大的采空区；邻位注浆技术是利用采空区邻近的巷道施工注浆钻孔或直接向采空区进行注浆，该工艺可随回采工作面的推进向相邻采空区注浆，也可利用盘区巷道向老空区注浆充填；低位注浆技术类似于煤矿注浆防灭火，随着工作面的推进，利用工作面巷道布置注浆管路向工作面后方的采空区进行注浆，适用于仰采工作面。

由于四维协同充填技术的充填形式多样且式均有弊端。 因此，四维协同充填技术的核心是构建基于不同条件的充填方式判别模型，依据矿井开拓开采情况和资源赋存特征，统筹规划、综合协调各工艺在空间上的匹配关系或组合形式，以克服矿井涌水量大、俯斜开采、处理需求大等技术难题。 同时，在时间上需要与矿井的生产计划相协调，避免浆体涌入工作面，在保证安全生产的前提下高效处理矿井所产生的固体废弃物。

图3 四维协同充填技术体系Fig.3 Framework offour dimensional collaborative backfilling technology

3.4 采动覆岩钻进技术

流态化浆体充填技术主要是利用高位注浆、邻位注浆或低位灌浆等技术手段将固体废弃物浆体充填于煤矿开采覆岩垮落后的残余空间中，其中高位注浆技术和邻位注浆技术均需以采动覆岩破碎区施工钻孔作为注浆通道。 与传统的钻进相比，在采动覆岩破碎区钻孔施工难度较大，容易出现卡钻、漏失严重等情况，特别是工作面推进过后，上覆岩层尚未完全稳定，会给钻孔的施工带来巨大的挑战和安全隐患，且覆岩的移动和变形可能造成成型钻孔的破坏。 因此，在覆岩破碎区进行钻孔施工以确保注浆钻孔在覆岩运移过程中的稳定性是采动覆岩钻进技术的核心。 通过对采场覆岩破坏时效性的系统研究，结合已有工程案例，提出改变钻进循环介质类型，在采场覆岩相对稳定后进行多级钻进，确保施工的安全性和钻孔结构的稳定性，同时采用高强脆性套管作为注浆管，确保注浆钻孔的稳定性。

3.5 全息远程控制技术

全息远程控制技术是通过建立采场覆岩破碎区流态化浆体处理全息控制平台，采用专用传感器群，实现对地面高效精准制浆系统、智慧管道输送系统及四维协同充填系统工作过程关键参数的实时采集、集中处理与监管，如图4 所示。

通过建立全息远程控制平台，形成了智能化输送、自动化充填的控制方案，构建了集故障自诊、风险预警和一键启停于一体的控制机制，实现了流态化浆体处理全过程的远程控制，为智慧充填的实施奠定了坚实基础。

图4 全息远程控制技术架构Fig.4 Framework of holographic remote control technology

3.6 安全生产保障技术

安全生产保障技术是流态化浆体充填技术的基础保障。 煤矿井下生产环境恶劣，设备故障率较高，且地质条件复杂，各种灾害频发。 安全生产保障系统需要针对流态化浆体处理系统实施过程的各个环节中可能出现的安全、设备故障、系统不均衡等问题，形成集灾害防治、设备管理、物料精准分流一体的保障体系，保证流态化浆体处理系统的安全高效运行。

4 技术发展方向展望

4.1 井下智能分选与就地制浆充填

近年来，随着干法选煤技术和装备水平的不断提高，其投资小、成本低等优势进一步凸显，特别是其分选过程无需水、无需介质、无煤泥水处理环节等，使其具备井下广泛推广的基本条件和独特优势。智能干法选煤技术的井下推广将有效降低矿井无效运输和提升，提高矿井运输系统效率，增加矿井有效产能，市场前景良好。 但在现代化矿井高产、高效的背景下，如何高效地处理井下分选得到的矸石是制约干法选煤技术井下广泛推广的关键问题。 目前，张吉雄［24-26］结合井下选煤和充填采煤技术，提出了井下“采-选-充”高效一体化技术，既能发挥各单体技术的特点，又能相互协调，是解决井下干法选煤排矸的有效方式之一。 由上文分析知，充填开采技术需多项工艺组合，由于技术自身特征及目前技术水平和装备水平的限制，其充填能力有限，且会对矿井生产和接续产生较大影响。 因此，亟需寻找大排量高效排矸技术与干法选煤技术相配合以实现广泛推广。

与传统的充填开采相比，浆体流态化处理技术工艺简单，其能力限制因素较少，浆体的制备和输送能力可满足现代化大型矿井的要求。 因此，将流态化浆体充填技术与井下智能分选技术相结合，构建井下煤矸分选与就地制浆充填一体化技术，可有效降低矿井的无效提升，同时可利用井下废弃空间高效解决煤炭开采过程中所产生的煤矸石。 该技术不受矿井采煤工艺、接续计划等因素的影响，具有将强的适应性和推广价值，是未来发展的方向。

4.2 智能浆体充填技术

随着信息技术、人工智能技术的快速发展，矿山智能化已成为全球矿业领域的技术热点和发展方向。 智慧矿山是实现煤炭工业高质量发展的核心技术支撑，是矿山企业由劳动密集型升级为技术密集型，从简单粗放型向精准智能型的转变，是数字矿山的升级发展［27］。 煤矿的智能化不是单一系统的智能化，而是采掘、运输、通风、排水、供电、生产管理、安全保障、应急救援等全过程的智能化［28-30］。 为实现煤矿的智能化，适应煤炭工业的发展，固体废弃物流态化处理技术的智能化升级是技术发展的必经之路。

矿山企业固体废弃物流态化智能处理技术简称智能浆体充填技术。 流态化浆体充填技术已可实现远程操控，且具故障自诊、风险预警和一键启停功能，为实现智慧充填奠定了基础，但注浆钻孔的施工以及灌浆管道的切换主要依靠人工进行，且系统需要工作人员24 小时值守，人工强度高，智能化程度较低。 为彻底实现智能充填，最大限度地提高系统固废处理效率，减少系统人员配备，降低工作人员劳动强度，增加系统的稳定性和抗风险能力，智能浆体充填技术需满足以下要求：①智能监测与控制系统，系统可通过对固废处理的全过程实时监测，根据系统中流量、压力等数据对物料的调配、流速的控制以及注浆钻孔的切换进行智能控制；②故障自诊和智能处理系统，系统可根据局部压力增高等现象自行判断故障原因，并作出针对性的自救处理措施，保证系统的正常运行；③智能钻进机器人，智能机器人通过设计注浆钻孔的位置和参数自动定位，判别围岩特性选择钻进设备和工艺，依据注浆接续计划合理安排钻进顺序，高效完成井下注浆钻孔的施工作业，进而取代井下人工钻进；④设备健康智能管理系统，对固废处理系统的所有设施设备全生命周期健康状态进行实时监测和智能管理，主要包括对健康指标的监测检查、健康评价和健康恢复，预测设备的剩余寿命。

5 典型工程案例

5.1 龙王沟煤矿矸石浆体处理项目

龙王沟煤矿位于鄂尔多斯市，准格尔煤田中北部。 设计生产能力10.0 Mt／a，投产时采用“一井一面”的生产模式，主采6 号煤层平均厚度约18.34 m，采用综采放顶煤开采。 由于煤层夹矸较多，矿井达产后年产矸石约2.0 Mt／a。 为贯彻落实新时代生态文明思想，推进煤炭生产方式绿色化变革，促进煤炭企业高质量发展，在鄂尔多斯市政府的大力支持下，确定了龙王沟煤矿矸石回填项目。 项目采用流态化浆体充填技术将矸石在地面制浆，利用管道输送至采空区附近，通过高位注浆和低位灌浆2 套工艺的匹配，在不影响矿井正常生产的情况下，实现煤矿矸石的流态化高效处置，如图5 所示。

图5 龙王沟煤矿矸石充填项目示意Fig.5 Schematic of longwanggou gangue backfilling project

项目地面设施位于龙王沟煤矿工业场地，占地面积约3 600 m2，管道敷设长度约8.0 km，总投资约1.2 亿元，项目投产初期矸石处理能力可达1.2 Mt／a，初步估算，矸石处理成本约为50.1 元／t，折算至吨煤成本约为5.0 元／t。 项目充填能力有望首次突破1.0 Mt／a，成为国内外矸石充填能力最大、充填效率最高的示范性工程项目。

5.2 国华锦界电厂灰渣处理项目

国华锦界电厂作为国内最大的“煤电一体化”项目之一，是国家西部大开发的重要组成部分，属国家级重点工程。 数据显示，2016—2018 年锦界电厂产生灰渣约0.88 Mt／a，主要采用外销和填埋的方式进行处理，随着电厂规模的不断扩大，三期、四期扩建工程准备工作的顺利开展，预计2019—2021 年将共计产生固废3.25 Mt，而榆林地区粉煤灰利用市场趋于饱和，且电厂灰渣排放库也即将达到库容，导致锦界电厂灰渣处理难题更加严峻。

为解决锦界电厂灰渣排放难题，项目提出利用流态化浆体充填技术将电厂灰渣就近回填于其配套的锦界煤矿。 项目通过在电厂工业场地灰渣库附近布置制浆系统和泵送系统，将灰渣制成浆体后通过地埋管道输送至锦界煤矿，利用副斜井和辅运大巷铺设输浆管道将浆体运输至3 盘区31214 工作面回风巷和31213 工作面回风巷。 通过邻近工作面巷道向冒落区施工注浆仰上钻孔，注浆钻孔终孔高度7 m，钻孔长度26.3 m，水平面夹角为9°，垂直煤柱施工。 钻孔孔径ø178 mm，全程下ø150 mm 保护套管用于隔离采空区冒落矸石，下套管后钻孔尾端进行注水泥浆固管，注浆管末端3.0 m 处连接花管以增加出浆范围。 按照步距40 m 进行邻位注浆充填，实现高效处理电厂灰渣。 项目设计处理灰渣量约为0.85 Mt／a，充填成本32.06 元／t，与传统处理方式相比，极大地降低了灰渣外排费用，在保护生态环境的同时，创造了显著的经济效益。

6 结 语

阐述了我国矿山企业普遍面临的固体废弃物排放难题以及国家政策和行业现状，总结分析了传统固废处理技术的发展瓶颈，在此基础上，通过集成跨界先进技术，优化生产适性技术，提升系统匹配技术，提出了煤矿固体废弃物流态化浆体处理的技术构思，并阐述了其技术内涵和技术优势。 介绍了流态化浆体充填的6 项核心技术：智慧管道输送、四维协同充填、高效精准制浆、采动覆岩钻进、全息远程控制和安全生产保障，并提出了井下智能分选＋就地制浆充填和智能化浆体充填两大技术发展方向。煤矿固体废弃物流态化浆体充填技术成功在龙王沟煤矿和锦界电厂进行了应用，实现了矸石处理能力1.2 Mt／a，处理成本50.1 元／t，灰渣处理能力0.85 Mt／a，处理成本32.06 元／t，大幅降低了固体废弃物外排费用，创造了显著的经济效益，为我国矿山企业提供了全新的固废处理方法。