在煤炭开采过程中,煤矸石作为主要的固体废弃物,其处理与利用一直是行业面临的重要问题。大海则矿区作为典型的煤炭开采区域,面临着煤矸石大量堆积、占用土地资源、污染环境以及传统开采方式可能引发的地表沉陷等地质灾害风险。不同矿井的地质及水文地质条件差异显著,导致煤矸石浆液注入离层空间后的扩散及运动规律复杂多变,难以准确预测和控制。因此,本项目旨在通过研究煤矸石浆液在特定地层离层区域的扩散及运动规律,开发一套绿色开采运营管理技术,以解决煤矸石高效处置、减少环境污染、防止地表沉陷等痛点问题,并应用于煤炭开采行业的绿色转型和可持续发展。
本项目需解决的关键技术问题包括:首先,深入研究注入特定地层离层区域的煤矸石浆液的扩散及运动规律,建立准确的数学模型和物理模拟实验平台,以揭示浆液在不同地质条件下的行为特性;其次,开发煤矸石浆液在离层空间中的分布探测技术,实现浆液扩散范围的实时监测和精准定位;最后,基于上述研究,优化调整注浆参数,包括注浆压力、注浆量、注浆速度等,以提高煤矸石的处置效率和安全稳定性。技术架构上,需构建集成数据采集、处理、分析和决策支持于一体的智能化注浆充填管理系统,实现开采过程的实时监控和动态调整。
本项目的技术需求实现后,预期将带来显著的效益和竞争优势。经济效益方面,通过提高煤矸石的处置效率,减少土地占用和环境污染治理成本,同时降低因地表沉陷等地质灾害引发的经济损失。社会效益方面,推动煤炭开采行业的绿色转型,提升企业形象和社会责任感。技术创新性上,本项目将形成一套具有自主知识产权的煤矸石覆岩离层注浆充填绿色开采运营管理技术,填补国内在该领域的空白。竞争优势方面,通过智能化管理系统的应用,实现开采过程的精准控制和高效运营,提升企业在市场中的竞争力。最终,本项目成果将顺利进入产业化生产阶段,通过联合开发的方式,与行业内优势企业共同推动技术的广泛应用和持续优化。
由于不同矿井的地质及水文地质条件存在显著差异,煤矸石浆液进入离层空间后的扩散及运动规律有较大差异,因此需要进一步研究和验证注入特定地层离层区域的煤矸石浆液的扩散及运动规律、分布和探测技术,并通过优化调整注浆参数进一步提高煤矸石处置效率和安全稳定性。
