"30·60双碳"目标是事关人类命运共同体的重大战略决策,也是推进煤炭行业转型升级与高质量发展的风向标.煤炭作为高碳化石能源的提供者,在生产和消费过程中带来的大宗固废堆存、大型采空区形成和高碳排放等问题,是制约煤炭可持续开发利用与绿色健康发展的关键所在.秉持"变害为利"、"从哪来到哪去"原则,寻求资源高效回收、固废规模化处置、采空区再利用与CO2封存的有机结合点,提出基于功能性充填的CO2储库构筑与封存方法学术构想,探索"功能性充填材料制备→功能性充填与CO2封存储库构筑→CO2物理与化学协同封存→CO2封存安全及环境风险评价"的CO2封存新途径.具体开展工作包括:①创新了镁渣源头改性技术,研发了新型改性镁渣基矿用胶凝材料和CO2封存用功能性充填材料;②提出了短-长壁充填无煤柱开采方法,初步构筑满足稳定性要求的CO2封存空间,结合功能性充填理论与技术,进一步构筑满足密封性要求的CO2封存储库,阐述了储库的结构及参数、工作原理;③提出了 CO2储库封存物理-化学协同技术途径,根据开采深度不同物理封存技术途径分为浅-中深部低压CO2储库封存和深部超临界CO2储层封存,揭示了碱性固废CO2化学封存机制;④梳理了功能性充填的CO2封存安全及环境风险评价指标体系,给出了 CO2封存安全性能及环境性能的评价方法.矿山功能性充填的CO2封存技术的提出,为CO2封存提供了新思路.基于封存材料、封存储库、封存机理与封存评价,形成了利用固废充填技术实现矿山CO2封存的理论与技术构想.

功能性充填;储库构筑;CO2封存;改性镁渣基胶凝材料;碳中和

刘浪;王双明;朱梦博;张波;侯东壮;郇超;赵玉娇;张小艳;王雪丽;王美

西安科技大学能源学院,陕西西安 710054;西安科技大学煤炭绿色开采地质研究院,陕西西安 710054;西安科技大学地质与环境学院,陕西西安 710054;西安弗尔绿创矿业科技有限责任公司,陕西西安 710054

煤炭学报

[1]刘浪;王双明;朱梦博;张波;侯东壮;郇超;赵玉娇;张小艳;王雪丽;王美-.基于功能性充填的CO2储库构筑与封存方法探索)[J].煤炭学报,2022(03):1072-1086

储库构筑,改性镁渣,碱性固废,改性镁渣基胶凝材料

功能性充填,封存方法,方法探索,战略决策,煤炭行业转型,行业转型升级,风向标,高碳,化石能源,提供者,大宗固废,堆存,采空区,可持续开发利用,绿色健康,变害为利,到哪去,高效回收,结合点,方法学,充填材料,材料制备,环境风险评价,开展工作,工作包,改性技术,矿用,无煤柱开采,开采方法,理论与技术,密封性,协同技术,技术途径,开采深度,深部,超临界,储层,风险评价指标体系,安全性能,环境性能,封存机理,充填技术

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