煤矿废弃物综合利用技术

第1部分煤矿废弃物处理及综合利用技术
第1章煤矸石资源产出和利用概况2
1.1煤矸石是我国最大宗的工业固体废弃物2
1.2煤矸石资源化的利用途径2
1.3我国煤矸石的利用情况2
第2章我国及各地区煤矸石资源情况5
2.1华北地区6
2.2东北地区7
2.3华东地区8
2.4中南地区9
2.5西北地区9
2.6西南地区10
第3章煤矸石的物理化学性质和分类11
3.1煤矸石的物理化学性质和工艺特性11
3.2煤矸石的化学组成13
3.3煤矸石的工艺性质14
3.3.1煤矸石的工业分析14
3.3.2煤矸石的发热量15
3.3.3煤矸石的活性16
3.3.4煤矸石的熔融性16
.3.3.5煤矸石的可塑性17
3.3.6煤矸石的膨胀性17
第4章煤矸石的综合利用18
4.1从煤矸石中回收煤炭18
4.1.1煤矸石的分选原理18
4.1.2选煤厂再选回收煤炭工艺21
4.1.3小型模块式煤矸石回收煤炭工艺22
4.1.4复合式干法选煤从煤矸石中回收煤炭23
4.2煤矸石作为发电燃料24
4.3从煤矸石中回收硫铁矿26
4.4利用煤矸石生产高岭土28
第5章煤矸石在建筑材料中的应用31
5.1煤矸石制砖31
5.1.1煤矸石制砖工艺31
5.1.2煤矸石砖的质量34
5.1.3煤矸石制砖的生产实例35
5.2煤矸石制水泥36
5.2.1煤矸石为原燃料生产水泥37
5.2.2煤矸石作水泥混合材料37
5.2.3煤矸石生产无熟料及少熟料水泥38
5.2.4用煤矸石生产特种水泥39
5.3煤矸石在其他建筑材料上的应用41
5.3.1煤矸石轻骨料41
5.3.2煤矸石砌块41
5.4煤矸石作路基材料41
5.4.1煤矸石作公路路基材料41
5.4.2煤矸石作铁路路基材料42
第6章煤矸石生产化工产品44
6.1从煤矸石中提取铝的化合物44
6.1.1硫酸铝44
6.1.2氢氧化铝和氧化铝44
6.1.3结晶氯化铝和聚合氯化铝45
6.2煤矸石制取白炭黑47
6.3煤矸石在橡胶、塑料加工中的应用48
6.3.1煤矸石作为橡胶填料49
6.3.2煤矸石作为塑料的充填剂49
第7章煤矸石用于复垦造田51
7.1煤矸石复田的条件和实践51
7.2煤矸石复田的工艺流程51
7.3煤矸石复田的实践和效果52
第8章煤矸石的自燃及防治技术54
8.1煤矸石山自燃对大气环境的污染54
8.1.1一氧化碳对大气环境的污染54
8.1.2二氧化硫和硫化氢对大气环境的污染55
8.1.3煤矸石自燃对生态环境的危害55
8.2煤矸石山自燃的机理56
8.3煤矸石山燃烧特点56
8.3.1燃烧首先从煤矸石山内的中部开始56
8.3.2煤矸石山的燃烧性质是不完全燃烧56
8.3.3在雨季有爆炸的危险57
8.3.4可燃物最终燃尽57
8.4煤矸石自燃的防治57
8.5用石灰泥浆深部注浆防治矸石山自燃技术58
8.5.1石灰泥浆的特点58
8.5.2石灰泥浆深部注浆的灭火机理59
8.5.3防治矸石山自燃的工艺流程59
8.5.4防自燃灭火设备59
8.5.5矸石山防灭火的施工要点60
8.6对煤矸石的源头进行综合治理60
第2部分矿井水利用及检测
第9章中国矿井水资源概况62
9.1矿井水的利用及发展趋势62
9.2中国各地区煤矿矿井水的资源概况62
9.3中国煤矿矿井水的水质62
9.4矿井水的利用63
9.4.1矿井水利用存在的问题63
9.4.2矿井水利用的基本原则64
9.4.3矿井水利用面临的形势与任务65
9.5各地区矿井水利用的发展重点与发展方向65
9.5.1各地区矿井水利用的发展重点65
9.5.2各地区矿井水利用的发展方向65
9.6矿井水利用的保障措施66
第10章煤矿矿井水的危害及防治68
10.1中国矿井水的基本情况68
10.2中国煤矿水害的主要来源69
10.3煤矿发生水害的主要因素70
10.3.1大气降水70
10.3.2地表水72
10.3.3地下水73
10.3.4老空区积水74
10.4煤矿矿井水害的防治原则74
10.5煤矿防治水害的主要实用技术75
10.5.1煤矿水害类型及其防治方法75
10.5.2几种典型煤矿水害探查技术76
第11章矿井水害预测及典型矿区水害情况79
11.1煤矿水害预测原理79
11.2矿井水害预测的目的与意义79
11.3矿井水害预测方法的类型80
11.4矿井水害预测的工作程序80
11.4.1准备阶段80
11.4.2收集与分析信息阶段80
11.4.3预测分析阶段81
11.4.4输至决策系统82
11.5水害的定性预测82
11.5.1经验预测法82
11.5.2水文地质规律预测法82
11.5.3专家会议预测法83
11.5.4德尔斐法83
11.5.5水害的定量预测84
11.6中国石炭捕叠纪煤系的水资源与水害87
11.6.1底板矿井水分布87
11.6.2矿井底板突水机理88
11.7开滦范各庄矿突水事故分析89
11.7.1矿井地质概况89
11.7.2突水原因分析89
11.8开滦钱家营矿5号煤层顶板水害的防治技术90
11.8.1矿井水文地质概况90
11.8.2煤5顶板含水层特征90
11.8.3煤5顶板水害防治91
11.9郑州超化煤矿矿井突水特征与防治92
11.9.1井田水文地质特征92
11.9.2矿井突水特征92
11.9.3防治水措施94
11.10煤矿水害的快速治理技术94
11.10.1治水方案的科学设计95
11.10.2组合钻具及随机钻进技术96
11.10.3密闭防喷灌注骨料和射流搅拌技术96
11.10.4立体注浆技术97
11.10.5陷落柱中建立“止水塞”技术97
11.10.6引流注浆技术97
11.10.7试验排水与复矿追排水技术97
第12章煤矿矿井水资源的保护99
12.1中国煤矿矿井水的排放情况99
12.2煤矿区排水引起的环境问题99
12.2.1煤矿区的地表喀斯特塌陷和井泉干涸99
12.2.2巨厚松散含水层充水煤矿区的大面积地表沉降100
12.2.3矿井水排供结合100
12.2.4地下水资源的管理101
12.3矿井水污染情况102
12.3.1洁净矿井水103
12.3.2含悬浮物矿井水103
12.3.3高矿化度矿井水104
12.3.4酸性矿井水104
12.3.5含特殊污染物矿井水105
第13章煤矿矿井水处理技术106
13.1矿井水来源106
13.2矿井水分类107
13.3矿井水处理技术108
13.3.1含悬浮物矿井水处理108
13.3.2酸性矿井水处理109
13.3.3煤矿高矿化度矿井水处理112
第14章兖矿集团矿井水资源及其利用技术116
14.1矿区基本情况116
14.2矿井水处理现状116
14.2.1矿井水井下处理117
14.2.2矿井水地面处理117
14.3兖矿集团矿井水综合利用现状118
14.4兖矿集团矿井水处理和资源化综合利用所采取的有效措施118
14.4.1领导重视是做好矿井水处理和综合利用工作的关键119
14.4.2投入到位是做好矿井水处理和综合利用工作的保障119
14.4.3科学管理是做好矿井水处理和综合利用工作的基础119
14.5今后进一步加强矿井水综合利用的几点有效手段119
14.6兖矿集团鲍店煤矿120
14.6.1矿井水除油工程的设计与实施120
14.6.2主要技术指标121
14.6.3除油效果及评价121
14.7兖矿集团济三矿矿井水处理技术122
14.7.1矿井水水量与水质122
14.7.2水处理工艺122
14.7.3主要处理建筑物123
14.7.4主要处理设备123
14.7.5水处理经济分析123
14.7.6矿井水处理的今后发展方向124
第15章神东矿区矿井水资源利用技术125
15.1矿区基本情况125
15.2神东矿区保水采煤技术126
15.2.1神东矿区水文地质结构分析和含水层的水文地质情况126
15.2.2神东矿区不同基岩对应不同的保水开采技术127
15.2.3大尺寸工作面快速推进工艺127
15.2.4留设保水煤、岩柱及保水上限的一般规律128
15.2.5水资源转移存贮技术128
15.3神东矿区污水资源化净化技术129
15.3.1矿井水采空区过滤净化技术129
15.3.2露天矿井水循环系统131
15.4神东矿区矿井水处理后的井下复用技术132
15.4.1工艺流程与技术特点132
15.4.2运行结果与分析133
15.5利用粉煤灰处理神木大柳塔矿井水134
15.5.1大柳塔矿井水水质特征134
15.5.2粉煤灰成分135
15.5.3试验方法135
15.5.4粉煤灰的最佳投加量135
15.5.5利用粉煤灰处理矿井水的综合效果136
第16章晋城矿区矿井水资源的处理与利用138
16.1矿区基本情况138
16.2矿区水资源的基本情况138
16.3各主要生产矿井的水资源处理与利用139
16.3.1古书院矿139
16.3.2凤凰山矿139
16.3.3成庄矿142
第17章其他主要煤矿区矿井水资源处理与利用146
17.1大同矿区146
17.1.1矿区基本情况146
17.1.2大同矿区水资源特点及处理方法146
17.1.3大同四台煤矿酸性矿井水处理技术148
17.2平顶山矿区150
17.2.1矿区基本情况150
17.2.2矿井水资源151
17.2.3矿井水处理工艺和设施152
17.2.4运行成本及效益分析153
17.2.5不同水质的矿井水处理技术154
17.2.6平煤集团矿井水的利用154
17.2.7矿区矿井水资源化的效益分析155
17.3淮南矿区155
17.3.1矿区基本情况155
17.3.2矿区水资源概况156
17.3.3矿区用水现状及预测156
17.3.4矿井水资源、水质和利用现状156
17.3.5矿井水利用采取的主要措施157
17.3.6矿井水利用效益分析158
17.3.7淮南谢桥矿矿井水处理与利用技术159
17.3.8淮南矿区新集三矿矿井水处理技术160
17.4鹤壁矿区162
17.4.1矿区基本情况162
17.4.2矿区矿井水处理与利用162
17.4.3水处理建设进展情况163
17.4.4输水管道安装进展情况163
17.5河南永城矿区163
17.5.1矿区基本情况163
17.5.2永城城郊矿矿井水治理技术164
17.6中煤集团大屯矿区165
17.6.1矿区基本情况165
17.6.2矿井水产生、处理利用情况165
17.6.3矿井水处理、利用和节约的效果166
17.6.4徐庄煤矿高矿化度矿井水深度处理技术167
17.7双鸭山矿区的矿井水利用技术169
17.7.1矿区基本情况169
17.7.2矿区的矿井水排放情况及水质169
17.7.3矿井水利用情况170
17.8宁夏石嘴山、内蒙古扎赉诺尔两矿井矿井水的处理技术171
17.8.1石嘴山矿区171
17.8.2扎赉诺尔矿区171
第18章中国矿井水的测试方法173
18.1矿井水的水质分析173
18.1.1简介173
18.1.2煤矿水水质分析的一般规定（mt/t 894）173
18.2煤矿水中氯离子的测定方法(mt/t 201)176
18.2.1方法提要177
18.2.2测定步骤177
18.2.3测定结果的表述177
18.3煤矿水碱度的测定方法（mt/t 204）177
18.3.1方法提要177
18.3.2测定步骤178
18.3.3测定结果的表述178
18.3.4精密度179
18.4煤矿水中硫酸根离子的测定方法（mt/t 205）179
18.4.1方法提要179
18.4.2测定步骤179
18.4.3测定结果的表述180
18.5煤矿水硬度的测定方法（mt/t 206）180
18.5.1乙二胺四乙酸二钠（edta）络合滴定法180
18.5.2测定步骤180
18.5.3测定结果的表述181
18.5.4精密度181
18.6煤矿水中亚硝酸根离子的测定方法（mt/t 251）181
18.6.1方法提要182
18.6.2测定步骤182
18.6.3测定结果的表述182
18.7煤矿水中硝酸根离子的测定方法（mt/t 253）182
18.7.1方法提要182
18.7.2测定步骤182
18.7.3测定结果的表述183
18.8煤矿水中可溶性二氧化硅的测定方法（mt/t 255）183
18.8.1方法提要183
18.8.2测定步骤183
18.8.3测定结果的表述184
18.9煤矿水ph值的测定方法（mt/t 256）184
18.9.1电位法185
18.9.2比色法185
18.10煤矿水中砷的测定方法（mt/t 359）186
18.10.1方法提要186
18.10.2测定步骤186
18.10.3测定结果的表述186
18.11煤矿水中氟离子的测定方法（mt/t 360）186
18.11.1方法提要187
18.11.2测定步骤187
18.11.3测定结果的表述187
18.12煤矿水中可溶性固体的测定方法（mt/t 366）187
18.12.1方法提要187
18.12.2测定步骤187
18.12.3测定结果的表述188
18.12.4精密度188
18.13煤矿水中铁离子的测定方法（mt/t 368）188
18.13.1方法提要188
18.13.2测定步骤188
18.13.3结果计算189
18.14煤矿水中化学耗氧量的测定方法（mt/t 369）189
18.14.1方法提要189
18.14.2测定步骤189
18.14.3测定结果的表述190
18.14.4精密度190
18.15煤矿水中溶解氧的测定方法（mt/t 370）190
18.15.1方法提要190
18.15.2测定步骤190
18.15.3测定结果的表述190
18.15.4精密度191
18.16煤矿水中硫离子的测定方法（mt/t 371）191
18.16.1对氨基二甲基苯胺比色法191
18.16.2碘量法192
18.17五日生化需氧量简易测定方法（mt/t 622）192
18.17.1测定步骤193
18.17.2测定结果的表述193
18.17.3验证实验193
18.18煤矿水中总磷的测定方法（mt/t 743.1）194
18.18.1方法提要194
18.18.2测定步骤194
18.18.3测定结果的表述194
18.19煤矿水中总α和总β放射性测定方法（mt/t 744）194
18.19.1方法提要195
18.19.2定义195
18.19.3测定步骤195
18.20煤矿水中悬浮物的测定方法（mt/t 805）196
18.20.1方法提要196
18.20.2测定步骤196
18.20.3测定结果的表述197
18.21煤矿水中微量油的测定方法（mt/t 806）197
18.21.1方法提要197
18.21.2测定步骤197
18.21.3测定结果的表述197
参考文献198