煤矸石堆积模型（Ⅰ）

本文就煤矸石堆积问题建立了一个决策优化模型，该模型既考虑了堆放的连续性，又考虑了时间的离散性，得到将２０年所有煤矸石堆放成两堆时处理费用最低的结论，同时征地计划得到了圆满解决。     

综合利用煤矸石资源

煤矸石是煤炭工业的固体废弃物，一般含Ａｌ２Ｏ３在２０～３０％，又是宝贵的铝资源。煤矸石可用酸浸取以制备铝盐，浸取渣经适当处理，可制得廉价的吸附剂。实验结果表明，煤矸石中Ａｌ２Ｏ３的溶出率可达９５％以上，制得的吸附剂具有良好的吸附性能。煤矸石的酸浸取液可直接作为废水处理的絮凝剂使用，制得的吸附剂也可直接用于工业废水处理，达到以废治废的目的。通过煤矸石的综合利用，还能产生一定的经济效益，实现环境效益和经济效益的统一。     

煤矸石土壤化消纳利用研究综述

煤矸石作为煤矿区最主要的固废资源,其大规模的消纳利用关乎矿区资源与生态问题。从煤矸石直接应用、改性应用两大方面探讨其土壤化消纳利用的可行性与潜在路径。研究表明：碳含量在20%以下的煤矸石应作为土壤化消纳应用的主要类型;煤矸石与其他材料混合或经改性处理后可提升土壤改良效应;煤矸石对盐碱地等特殊土壤类型的改良效应以及特异性煤矸石土壤改良培肥产品开发应得到重视;煤矸石的土壤应用还应关注其对土壤的污染风险以及炭化改性应用价值。     

不同煤矸石粗骨料替代率下混凝土的低温力学性能研究

为研究煤矸石粗骨料对C40混凝土低温力学性能的影响，制作4种替代率下煤矸石粗骨料试件，以全替代率为基础，对比设计强度为C30,C50煤矸石粗骨料混凝土，在低温下恒温4 h,分别测试在20,-10,-20,-30℃下的抗压强度、劈裂抗拉强度、抗折强度和相对动弹性模量.结果表明，在低温条件下，煤矸石骨料混凝土的强度和动弹性模量均提高，且温度越低，其抗压强度、劈裂抗拉强度、抗折强度以及动弹性模量提升幅度越大.     

岩层明显运动时间效应分析

 基于应用“以岩层运动和支承压力分布”为核心的矿山压力控制理论，建立了采场结构力学模型和留巷结构力学模型，阐述了垮落带厚度确定方法，推导了煤矸石压缩前后变形量求解公式，分析了采空区煤矸石压缩和留设巷道围岩变形压缩作用力的来源；利用自制的煤矸石压密试验设备和MTS 815.03电液伺服万能试验机对3种粒径等级（10—20mm、20—30mm、30—60mm）煤矸石的压缩特性进行了系统性研究，得到了煤矸石在不同单轴压缩条件下的碎胀特性、碎胀系数与应力关系曲线，以及压缩过程中的时间相关特性。研究结果表明，采空区煤矸石压缩作用力主要来源于采场裂断拱内岩层重量；煤矸石压缩至密实状态变形量大约为0.3m_Z；煤矸石压缩曲线符合对数函数关系；试验结果与现场数据基本吻合。     

掺土煤矸石的工程物理力学性能研究

为改善煤矸石的压实性状和其他工程性质，研究了不同比例的掺土煤矸石的力学性能，并比较掺土煤矸石与粉煤灰的c、？值，压缩系数，渗透系数。结果表明：在煤矸石材料中掺加适当比例的粘土，提高煤矸石的抗剪强度，改善了煤矸石路堤的稳定性和压实性，这说明掺加适量的粘土后的煤矸石材料满足路堤填筑对材料的力学性能的要求，用掺土煤矸石作为路基填筑材料在力学性能上是可行的，为煤矸石在高速公路工程中的应用提供科学依据。     

煤矸石原位利用技术研究

针对煤矸石占用土地和污染环境的现状,提出了煤矸石原位利用技术。阐述了该技术的总体思路和基本原理,并结合矿井工业试验,实现矸石井下原位消化。力学实验结果表明:煤矸石构筑巷帮,抗压强度可以达到C20以上(21.96 MPa),其抗压强度大于煤体强度(10～20 MPa),构筑巷帮可以代替永久煤柱。煤矸石原位利用技术做到矸石不上井,体现高产、高效、安全、环保、高回收率的科学采矿体系。     

煤矸石击实性能的试验研究

煤矸石作为路基充填材料对防渗处理有较高的要求,为了研究煤矸石作为高速公路路基填料的适用性,该文对淮南地区煤矸石的压实性能主要是煤矸石的干密度、含水率与击实能的关系进行试验研究,为该矿区利用煤矸石进行路基充填提供了试验依据。     

采用部分灰度压缩扩阶共生矩阵的煤和煤矸石图像识别

提出一种基于部分灰度压缩扩阶共生矩阵的煤和煤矸石图像识别方法.首先,对煤和煤矸石0~255级灰度图像的前部分灰度信息作灰度级压缩和灰度矩阵扩阶处理,对剩余灰度级部分保持原灰度级不变;然后,根据灰度共生矩阵纹理特征分析理论,分别计算压缩扩阶后的煤和煤矸石灰度图像的能量、熵、惯性矩及相关性.最后,对煤和煤矸石各100张样本采集图像进行处理,并依据特征参数分类识别.结果表明:基于部分灰度压缩扩阶共生矩阵的特征参数能够很好地对煤和煤矸石图像进行有效识别,总的正确率达到93.5%.     

煤矸石热激活处理模糊决策分析

采用不同煅烧温度、保温时间的各种热激活工艺参数对所选的煤矸石试样进行热激活处理 .将处理样粉磨后以一定质量比例掺入水泥中制成煤矸石硅酸盐水泥 ,测其各龄期胶砂强度值 .综合考虑强度和煤矸石粉磨能耗 ,采用模糊决策模型 ,遴选出该煤矸石最佳的热激活工艺参数 .     

煤矸石废弃物的活化及其活性分析

研究徐州煤矸石的活化过程和活化后煤矸石的活性以及活化机理，为煤矸石废弃物的资源化提供理论基础。采用热处理方法活化煤矸石废弃物，并采用在碱溶液中的离子溶出和测定其石英结晶度的方法研究活化煤矸石的活性。研究结果表明，煤矸石废弃物受热后能够由稳定态向介稳态转变的物相成分是高岭石；经热处理活化后可激发产生活性，活性组分是活性SiO2和Al2O3；采用测定石英结晶度的方法判断材料的活性具有一定的准确性；700℃下煅烧是徐州煤矸石热活化的最佳工艺参数。     

煤矿塌陷区不同复垦方法及年限的土壤修复效果研究

以淮北煤矿塌陷区复垦地为基地，研究挖深垫浅造地、粉煤灰充填造地、煤矸石充填造地三种不同复垦方法的复垦地土壤随复垦时间的修复效果．研究表明：煤矿塌陷区进行土地复垦后，土壤化学性质逐渐恢复，复垦20年后．土壤化学性质已接近当地耕地．采取挖深垫浅复垦的耕地土壤化学性质恢复快，而粉煤灰充填和煤矸石充填复垦的耕地土壤化学性质恢复较慢，建议耕作时增加培肥，以加速土壤恢复．     

煤矸石散粒料的分形特征研究

应用分形几何理论对徐州地区的煤矸石散粒料进行了粒度分析，并研究了几个矿区煤矸石散粒料的粒度分布的分维，研究表明煤矸石散粒料具有分形结构特征，散粒材料的粒度级配特征参数－不均匀系数Cu=6^1/(3-D)，曲率系数Cc=1.5^1/(3-D)，同时研究了煤矸石的击实特性和强度特性与分维特征的关系。     

煤矸石在公路路基工程中的应用研究

煤矸石是煤炭生产中的副产品,而在煤炭产地,大量堆积的煤矸石对人类环境生活产生许多不利的影响,但经处理压实后可以用作公路路基填料.该文通过煤矸石在高速公路中的实际应用,对自燃和未燃的煤矸石性能、施工方法和压实标准进行了研究,为煤矸石在公路路基工程应用提供了设计资料.     

焦宝石与煤矸石替代铝土矿制备陶粒支撑剂

为了解决高品味铝矾土资源匮乏和固废煤矸石合理处理的问题,本实验采用焦宝石熟料和煤矸石作为原料完全替代铝矾土,混合后制备陶粒支撑剂,在经过不同温度烧结后研究了煤矸石添加量对支撑剂性能的影响,并利用XRD、SEM等手段对不同温度烧结的支撑剂的物相组成和微观形貌进行了分析,确定了煤矸石的最优添加量和相应的烧结温度。结果表明：支撑剂的物相组成主要为莫来石相和方石英,随温度升高晶粒长大,结构致密化。在35 MPa封闭压力下,添加30%煤矸石在1 300℃下烧结或添加40%煤矸石在1 350℃下烧结较为合适;在52 MPa封闭压力下,添加30%煤矸石在1 400℃下烧结较为合适。     

高温养护条件下早龄期煤矸石混凝土单轴压缩声发射特性试验研究

为研究一种煤矸石充填混凝土在高温养护条件下早龄期的力学性能,对该煤矸石混凝土在高温50℃下分别养护1 d、3 d、7 d进行单轴压缩试验。采集单轴压缩全过程中的力学参数和声发射参数;并与常温20℃养护的情况进行对比。研究了该煤矸石混凝土在不同加载阶段的声发射特性。研究表明:高温(50℃)养护条件有利于煤矸石混凝土早期强度的提高,而且这种煤矸石混凝土的早期强度满足设计要求。在单轴压缩过程中,煤矸石混凝土声发射振铃计数的峰值出现在应力峰值的附近;这一现象可以作为煤矸石混凝土破坏失稳的预兆。声发射累计振铃计数和累计能量计数随时间变化趋势一致,声发射累计参量从缓慢增长到快速增长的现象可作为预测煤矸石混凝土加速损伤,临近失稳破坏的前兆信息。与常温养护条件相比,高温养护条件下的煤矸石混凝土声发射活动更强,利用声发射可以更有效地监测高温情况下煤矸石混凝土的破坏。     

煤矸石作为环境材料资源化再利用研究进展

 煤矸石作为全球排放量最大的工业固体废弃物之一，不仅占用大量土地，还会对大气、土壤等环境造成危害。但煤矸石具有一些环境友好型性能，经预处理后可被资源化再利用为环境友好型材料。综述了目前煤矸石用作环境材料的方式及各种方式的研究进展：煤矸石对营养盐、重金属和有机物等污染物具有一定的吸附性能，预处理之后可以作为一种廉价的吸附剂；煤矸石具有一定的强度，经热活化后强度更大，因此可用作建筑再生骨料生产透水砖、透水沥青等；煤矸石中还含有大量有机质和微量元素，可以增加土壤中的腐殖酸含量，改善土壤土质，从而促进植物生长。建议：今后研究工作应倾向于对煤矸石预处理方式的改进，探索其对不同类型或多种污染物的去除效果及机理；在实际生产中应丰富破碎筛分等处理方式，形成系统的制肥工艺并得以应用；在政策上应制定更加全面的相关标准。     

两淮煤田煤矸石的综合利用途径分析

两淮煤田开采历史悠久,形成了煤矸石的大量堆积.长期堆积的煤矸石占用了大量土地,对环境造成了严重污染,并出现了煤矸石山塌方事故.在详细分析两淮煤田煤矸石的堆积对环境造成影响的基础上,提出了应根据煤矸石组成特征,将煤矸石资源化的途径,并阐述了在作为建筑材料、生产肥料和代替燃料方面利用煤矸石的可行性,对开发和利用两淮煤田煤矸石具有环境保护和经济效益双重意义.     

煤矸石陶粒混凝土微观孔结构特征及抗压强度

为了研究煤矸石陶粒对混凝土微观孔结构特征和抗压强度的影响,基于低场核磁共振(NMR)技术,对煤矸石陶粒体积取代率(0%,20%,40%,60%)的混凝土进行试验,测定煤矸石陶粒混凝土T2弛豫时间谱,进而转化为孔径分布曲线,并计算煤矸石陶粒混凝土孔隙率、最可几孔径和孔级占比等微观孔结构特征,同时通过力学性能试验测试不同取代率煤矸石陶粒混凝土的抗压强度。研究结果表明:煤矸石陶粒掺入混凝土后具有细化孔隙的作用,随着煤矸石陶粒取代率的增加,孔隙率先增大后有所减小,且无害孔占比和少害孔占比增多,有害孔占比和多害孔占比减少,最可几孔径减小,能够有效改善混凝土的微观孔结构特征。此外,随着煤矸石陶粒取代率增大,试件的抗压强度先变小,再由小变大,最后再变小,其中取代率40%时,其抗压强度最优。通过对煤矸石陶粒混凝土孔结构特征的测试,为分析煤矸石陶粒混凝土的耐久性能提供了一定的微观基础。     

新型煤矸石烧结砖砌体表面爆裂的分析及处理

烧结煤矸石砖是是新型建材之一,也是目前砌体结构主要建筑材料,工程上出现了各种问题.该文通过对某工程烧结煤矸石砖爆裂的原因分析及加固处理方案的实施.为今后煤矸石砌体结构质量问题的解决提供了较为经济合理的解决办法.