煤炭学报

作者：奚弦, 桑树勋, 刘世奇,

关键词：矿区固废处置, CO₂矿化固定与封存, 地下空间利用, 地面沉陷防治, 无废矿山,

“双碳”战略目标对煤炭行业转型升级和绿色低碳发展提出了新要求。以煤为主的能源结构和煤炭高强度开发带来矿区固废占用土地空间、破坏生态环境和排放温室气体，已成为制约煤炭行业绿色低碳发展的突出问题之一。基于“利废固碳、从哪里来到哪里去”的理念，探寻煤矿区固废无害化、减量化、资源化、低碳化的处置新路径，创新发展矿区固废处置、采空区地下空间充分利用、CO2捕集利用与封存(CCUS)相融合的关键技术，是“双碳”目标下我国矿区绿色低碳发展的紧迫需求。研究工作表明：煤矸石、粉煤灰、炉底渣和煤气化渣等矿区固废在矿山地下空间充填开采与沉陷治理、煤矿防灭火、建筑用材及农业等领域的资源化利用路径与处置技术已取得重要进展，为矿区固废固定封存CO2研究提供了基础和启示，但矿区固废固定封存CO2的工程化技术研究亟待加强；矿区固废矿化固定与封存CO2潜力大、具有工程可行性，正在形成矿区固废处置–煤基CCUS–采空区充填新的技术体系；矿区固废与CO2基气–液–固三相介质矿化强化、高效吸收与矿化固碳调控技术、地下空间矿化固碳充填与CO2密闭封存、采空区充填固定封存CO2潜力评价与碳去除量核算、采空区充填固定封存CO2环境与安全性评价等将构成固废处置–煤基CCUS–采空区充填技术体系的核心内涵；矿区固废处置–煤基CCUS–采空区充填技术是未来实现“煤炭生产加工–矿区固废处置–高效矿化固碳与CO2封存–地下空间充填与利用–矿区地面沉陷防治与生态修复”的无废矿山循环经济模式的关键，矿区固废+CO2基地下充填与封闭功能材料研发是重要突破口。矿区固废处置、煤基CCUS、采空区充填与地下空间利用、矿区生态修复保护等融合技术研发应用为绿色低碳型矿山建设提供了新的发展思路。

来源：2024年第8期

《煤炭学报》期刊编辑部

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