马新青高工：大海则煤矿煤矸石覆岩隔离注浆充填减排试验

创新点

（1）阐述了覆岩隔离注浆充填开采技术的原理，分析了采后注浆在大海则煤矿的特殊条件与场景。即利用岩移过程中覆岩内形成的离层空间，从钻孔向离层空间中充填矸石等材料来支撑覆岩，减缓覆岩移动向地表的传播，有效减缓地表沉陷。

（2）结合大海则煤矿采后注浆的特殊地质条件分析研究了覆岩隔离注浆充填技术方案，实现了技术的因地制宜，为后续复杂地质条件注浆提供了新的思路和方法。

（3）采用了覆岩隔离注浆充填技术并建立百万吨级煤矸石处理系统，突破了传统矸石处置技术效率低、成本高的瓶颈，有效解决了大量煤矸石堆放难题并详细介绍了大海则煤矿煤矸石充填项目的工艺流程和充填效果。

（4）实现了矿井矸石增量全处置和存量消纳，真正实现百万吨矸石零排放。

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大海则煤矿煤矸石覆岩隔离注浆充填减排试验

作者：马新青, 轩大洋, 许家林, 杜星, 宋香凯, 武飞

单位：1. 中煤天津设计工程有限责任公司 中煤(天津)生态环境科技有限公司; 2. 中国矿业大学 矿业工程学院; 3. 中国矿业大学 煤炭精细勘探与智能开发全国重点实验室; 4. 中煤陕西榆林能源化工有限公司

引用格式：

马新青，轩大洋，许家林，等. 大海则煤矿煤矸石覆岩隔离注浆充填减排试验[J]. 绿色矿山，2025，3(3)：102−110.MA Xinqing，XUAN Dayang，XU Jialin，et al. Experimental research on coal gangue overburden isolation grouting backfilling emission reduction in Dahaize Coal Mine[J]. Journal of Green Mine，2025，3(3)：102−110.

摘要

大海则煤矿洗选后的大量矸石，不仅增加了矿井运行成本，还造成不同程度的地面环境污染，特殊情况下，矸石难以处理的问题还严重影响了矿井的正常生产组织。为解决煤矿堆存的大量矸石问题，在大海则煤矿开展百万吨级煤矸石覆岩隔离注浆充填开采技术。详细分析了覆岩隔离注浆充填开采技术原理，即在开采区域上方的地层中找出控制地表沉陷的关键层，基于关键层不破断的原则设计注浆充填开采参数，利用煤矸石等固废材料形成压实承载结构，支撑关键层，从而有效控制岩层及地表移动，减少地面塌陷，并结合大海则煤矿采后注浆的特殊条件与挑战，对项目概况、工艺流程、注浆钻孔及充填参数等方案进行了研究，并评估了项目实施的技术、经济、环境和社会效益。结果表明：煤矸石覆岩隔离注浆充填技术有效减少了煤矸石的地面堆放量，降低了对土地资源的占用和对环境的污染；同时，建成的百万吨级煤矸石处理系统，最大日处理能力达4000t，随着外来矸石调配补套系统的建成，年处理量稳定至150万t，提高了煤矸石的处理能力和效率，实现了煤矸石的资源化利用。此外，该技术将矸石的处理价格降低至60元以内，具有较大的经济利益，亦创新了一种“矸石不外排、保水开采、地表减沉”的绿色开采模式。这一成果不仅为类似地质条件下的矿山开采提供了新的技术路径，也为矿区环境保护和可持续发展贡献了有效策略。

部分图片

图1 覆岩隔离注浆充填技术原理示意

图2 覆岩关键层判别结果

图3 覆岩移动动态过程及层状裂隙示意

图4 工作面钻孔布置

图5 煤矸石粉化制浆及注浆充填工艺流程

作者简介

马新青，硕士研究生学历，在读博士，现任中煤（天津）生态环境科技有限公司执行董事、总经理。主持及参与重点科技创新项目6项，中大型矿井设计项目30余项；获得授权专利、软著27项；发表论文15篇；获省部级科技进步奖、优秀工程设计咨询奖等26项；获中国中煤集团公司科技进步奖一等奖1项。参编《煤矿安全通用规范》研编、《煤炭矿井防治水设计规范》，主编《煤矸石覆岩隔离注浆充填技术规范》。主要从事固废处置、覆岩隔离注浆研究、煤矿设计，在国内首次创新提出百万吨级煤矸石新型覆岩隔离注浆充填五位一体安全绿色开采技术，将离层注浆应用于大规模矸石处理和防冲、减震、保水、止沉，实现国内矸石处理领域重大突破。

研究方向

固废处置、覆岩隔离注浆、矿井瓦斯治理、煤矿设计

主要成果

“百万吨煤矸石新型覆岩隔离注浆充填技术”已在国内落地推广应用4个示范项目，累计处理矸石量超800万吨，节约矸石处理和水处理费用超4.5亿元，同时保水、止沉、防冲、减震效果得到初步验证。该技术受到中央办公厅、国家环保部、国家能源局等关注并到现场调研，先后4次登上中央电视台，多次被地方卫视报道。

入选工信部、国资委、中国科协、新华网等9项案例成果：

2024年 入选国资委《中国国有企业践行“四个革命、一个合作”能源安全新战略案例集》；

2024年 入选中国能源研究会《能源企业科技创新管理成果2024》；

2024年 入选中国科协《新质生产力科技创新产品科普展》；

2024年 入选中国煤炭加工利用协会《煤炭绿色低碳先进技术及典型案例（2024版）》；

2024年 入选新华网《2024“双碳”科技创新杰出案例》；

2025年 入选《中国中煤科技成果推广目录（2024年版）》；

2025年 入选第三届《能源电力行业高价值专利及技术 成果转化典型案例（2024 年）》；

2025年 入选工业和信息化部、国家发展改革委、生态环境部《国家工业资源综合利用先进适用工艺技术设备目录（2025年版）；

2025年煤炭学会《2025年度全国煤矿充填开采先进技术与实践案例》。

该技术根本解决煤矸石排放困局对现代化矿井产能释放的刚性制约，充分彻底释放千万吨级矿井先进产能；开创了百万吨煤矸石处置新途径，助力煤炭行业安全绿色开采；践行回答了习总书记“两山战略”、黄河流域生态保护和高质量发展指示精神。

策划丨常明然

责编丨常明然

编辑丨李莎

审核丨常明然

煤炭科学研究总院期刊出版公司拥有科技期刊21种。其中，SCI收录1种，Ei收录5种、CSCD收录6种、Scopus收录7种、中文核心期刊9种、中国科技核心期刊11种、中国科技期刊卓越行动计划入选期刊4种，是煤炭行业最重要的科技窗口与学术交流阵地，也是行业最大最权威的期刊集群。

期刊简介

为深入贯彻习近平生态文明思想，践行“绿水青山就是金山银山”理念，搭建绿色矿山建设领域高端学术交流平台，2023年5月，经国家新闻出版署批准，由中国煤炭科工集团主管、煤炭科学研究总院有限公司主办的中文科技期刊——《绿色矿山》（Journal of Green Mine）应运而生。《绿色矿山》为季刊，国内统一连续出版物号为：CN10-1912/TD，ISSN号：2097-3357，由《绿色矿山》编辑部负责策划、出版、发行。

刊登范围

绿色勘查、绿色开采、矿山地下空间利用、绿色选冶、矿山环境保护、低碳技术及节能减排、数字矿业、绿色低碳经济政策与评价等。

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投稿网址

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