煤炭学报

作者：孙智龙, 杨建英, 史常青, 李成, 李睿杰, 王小展, 杨春艳, 邓莫楠, 杨欣蕊, 李佳静,

关键词：高寒矿区, 煤矸石, 高吸水树脂, 含水量, 粒径级配, 保水性, 披碱草,

煤矸石保水性差是影响植物生长的主要障碍因子，为提高煤矸石基质的保水性，以SOCO–SAP(高分子聚合物常用作保水材料，以下简称SAP)质量分数、容重、煤矸石粒径级配3个方面研究重构煤矸石基质水分及披碱草生长特性，筛选出适宜于高寒矿区保水层重构的材料参数规格。结果表明：SAP的使用极显著地提高了煤矸石的饱和含水量、毛管含水量、田间持水量，在容重和级配相同的条件下，其含量与SAP的使用量呈正相关；SAP可降低煤矸石的入渗速率，使用量越高，抑制水分入渗能力越强，在同一质量分数下，不同级配煤矸石的湿润锋到达土柱底部所用时间从短到长依次为偏砂 < 偏壤 < 偏黏；SAP质量分数为0.1%与0.2%时，不同级配煤矸石各深度体积含水率提升较小，但使用量为0.3%和0.4%作用效果明显，且2者无明显差异，表明SAP适量使用时，对煤矸石的水分运移效果最佳；随SAP使用量的提高，不同级配煤矸石基质所表现出的披碱草生物量为(偏壤 > 偏砂 > 偏黏)，且在偏壤级配下，SAP使用量为0.3%时，生物量最大。因此，建议首选容重为1.3 g/cm3、偏壤级配(2∶2∶2∶2∶2)、SAP质量分数为0.3%，来作为高寒矿区保水层构建的主要基质配比，其次是容重为1.3 g/cm3、偏壤或偏砂级配、SAP使用量为0.3%或0.4%，这些配比基质保水性能较好，但植生性较前者较弱。该结果可为高寒无土矿区生态修复提供理论依据和技术支撑，同时为类似典型矿区土地复垦和固废资源化利用提供参考。

来源：2024年第12期

《煤炭学报》期刊编辑部

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