1.中煤科工西安研究院（集团）有限公司，陕西 西安 710077

2.煤矿灾害防控全国重点实验室，陕西 西安 710077

3.陕西省煤矿水害防治技术重点实验室，陕西 西安 710077

4.北京水木湛清环保科技集团有限公司，北京 100041

5.飞翼股份有限公司，湖南 长沙 410600

【目的和背景】受地域、经济和技术水平等限制，大部分煤基固废仍以露天堆填的形式积存而未进行处置，不仅占用大量土地资源，还会对环境造成二次污染。高盐废水(如矿井高盐水、煤化工高盐水)的妥善处置及减量化是实现废水“零排放”的关键环节，然而现有高盐废水处理技术普遍存在工程初期投资大、运行费用较高等问题。

【方法】提出煤基固废和高盐废水“固液”两废协同处理技术，即使用高盐废水代替普通用水和早强剂等添加剂，采用固废胶凝材料代替水泥材料，将煤基固废和高盐废水搅拌混合后得到充填膏体，泵送至煤矿井下采空区。为了分析该技术的可行性，以宁夏宁东煤炭基地某煤矿为研究区，研究煤基固废充填膏体的力学性能及其对环境的潜在影响。采用单轴抗压强度测试试验(UCS)、扫描电镜(SEM)和电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)分析固化充填膏体的力学性能、微观结构及重金属浸出特征。

【结果和结论】结果表明：随着时间的延长，固化充填膏体的强度不断增加，而随着矿粉添加量的增多，胶凝材料比例下降，固化充填膏体的强度逐渐减小。值得注意的是，随着时间延长，所有使用高盐废水作为拌合水的充填膏体3 d强度都高于0.5 MPa，满足NB/T 11432—2023《煤矿矸石基固废充填技术规范》中的最低要求，14 d强度达到3.38~5.99 MPa，能够满足绝大部分煤矿充填的各种场景要求。内梅罗污染指数法评价结果显示，固化充填膏体浸出液中重金属的综合污染指数为0.29，评价分级标准为安全；从固化充填膏体的浸出试验结果可以看出，浸出液中主要污染物的浓度均低于GB 5085.3—2007《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》及GB/T 14848—2017《地下水质量标准》中所列的Ⅲ类水标准要求。因此，煤基固废和矿井高盐水协同处理技术，在力学性能和环境稳定性评估方面均满足相关标准，可实现煤基固废及高盐废水的可循环、低成本和全量化利用，具有显著的经济效益和环境生态效益，研究成果将为无废矿城、无废矿山、无废化工建设提供技术支撑。

1.1 技术概况

1.2 反应原理

1.3 可“固液协同”充填技术及工艺流程

2.1 试验材料及方法

  2.1.1 原材料性质

  2.1.2 充填膏体制备及试验方案

  2.1.3 物理力学特性测试

  2.1.4 浸出毒性测定试验

  2.1.5 环境风险评估

2.2 结果与讨论

  2.2.1 抗压强度分析

  2.2.2 环境稳定性评价

      董书宁（1961年—），研究员，博士生导师，矿山水文地质学专家，国务院特殊津贴获得者，中国煤炭科工集团科技委副主任、一级首席科学家，煤矿灾害防控全国重点实验室副主任，陕西省煤矿水害防治技术重点实验室主任，兼任国家安全生产专家组煤矿地质灾害组组长、中国矿山安全学会水害防治专业委员会主任委员、中国煤炭工业协会技术委员会矿区勘探与水害防治专家委员会主任委员、国际矿井水协会中国国家委员会副主席、《煤田地质与勘探》主编、Mine Water & the Environment（SCI收录）副主编等职务。长期从事矿山水害预防与水灾治理理论、技术研究和工程实践，国家重点研发计划项目负责人，在矿井突水灾害高效封堵、煤层顶底板水灾隐患超前治理与水资源保护方面取得系列研究成果。获国家科技进步二等奖2项，省部级科技奖励特等奖1项、一等奖17项（6项排名第1），中国专利优秀奖2项，何梁何利科学与技术创新奖、孙越崎能源大奖、杰出工程师奖等，被授予“陕西省有突出贡献专家”“中国煤炭工业协会科技创新领军人才”等称号。

董书宁，于树江，董兴玲，等. 煤基固废与高盐废水“固液协同”充填处置关键技术[J]. 煤田地质与勘探，2025，53(1)：163−173.

DOI:10.12363/issn.1001-1986.25.01.0032