煤炭学报

作者：马立强, 于坤鹏, NGO Ichhuy, 赵志扬, 翟江涛, 吴永辉, 彭程堃, 杨锐志,

关键词：矿区废弃物, 协同矿化, 固碳理论, 注充材料, 保水采煤,

煤炭开采和利用过程中带来的固(煤基固废)、液(矿井水)、气(电厂烟气)三废问题对生态造成显著影响，三废低碳处置利用是实现可持续发展目标的必然选择。围绕近零生态损害与保水开采战略目标，提出基于煤炭矿区固液气三废协同矿化利用的含水层结构控制保水采煤技术体系，利用多源煤基固废、高盐矿井水与电厂烟气协同制备CO2矿化固碳注充材料，构建了高孔隙结构注充材料，在满足强度、流动性和稳定性要求的同时有效支撑采动岩体并稳定封存CO2，实现了井下差异化场景(隔水层注浆、连采连充及采空区滞后充填等)下的保水采煤。定义了三废协同矿化利用注充保水采煤的科学内涵，构建了基于煤基固废−高盐矿井水−CO2三废协同的注充材料矿化机理与强度理论体系，包括三废矿化利用理论、负碳高效矿化材料设计与性能优化理论。阐明了三废矿化注充材料的研制机理，揭示了三废协同矿化材料固碳及稳定性机制，以及矿化注充材料疏水抗渗机制。在此基础上，研发了常温常压下三废协同矿化注充材料制备技术、三废注充材料CO2发泡矿化制备技术、三废协同矿化注充材料疏水改性强化抗渗技术。该技术体系明确了基于多源煤基固废、高盐矿井水和电厂烟气混合物的煤矿固液气三废协同矿化利用保水采煤技术路径，为推动煤炭资源开发由传统排放型向“近零生态损害、负碳排放”转型提供了解决方案，可促进实现“双碳”目标和煤炭行业绿色低碳转型。

来源：2026年第4期

《煤炭学报》期刊编辑部

查看煤炭学报杂志2026年第4期