煤礦充填固碳理論基礎(chǔ)與技術(shù)構(gòu)想

劉 浪 ，方治余 ，王雙明 ，高過(guò)斌 ，張 波 ，趙玉嬌 ，朱夢(mèng)博 ，劉志超 ，王晶鈺 ，周 靜 ，李 艷 ，王 美 ，張小艷 ，ZHOU Song ，賈奇鋒

（1.西安科技大學(xué) 能源學(xué)院, 陜西 西安 710054；2.西安科技大學(xué) 煤炭綠色開(kāi)采地質(zhì)研究院, 陜西 西安 710054；3.西安科技大學(xué) 地質(zhì)與環(huán)境學(xué)院,陜西 西安 710054；4.國(guó)能錦界能源有限責(zé)任公司, 陜西 榆林 719300；5.武漢理工大學(xué) 材料科學(xué)與工程學(xué)院, 湖北 武漢 430070；6.西安財(cái)經(jīng)大學(xué)商學(xué)院, 陜西 西安 710100；7.CSIRO Energy, 10 Murray Dwyer Cct, Mayfield West NSW 2304）

0 引 言

面對(duì)日益嚴(yán)峻的全球氣候形勢(shì)，中國(guó)政府提出“2030 碳達(dá)峰、2060 碳中和”的雙碳戰(zhàn)略目標(biāo)。在2023 年7 月召開(kāi)的全國(guó)生態(tài)保護(hù)大會(huì)上，習(xí)近平總書(shū)記強(qiáng)調(diào)“要積極穩(wěn)妥推進(jìn)碳達(dá)峰碳中和，構(gòu)建清潔低碳安全高效的能源體系”。在國(guó)家“雙碳”目標(biāo)背景下，如何減少高碳行業(yè)的碳排放、實(shí)現(xiàn)碳封存已成為人類(lèi)社會(huì)發(fā)展面臨的最嚴(yán)峻問(wèn)題之一。煤炭行業(yè)作為高碳化石能源生產(chǎn)者和主體碳排放源提供者，在生產(chǎn)和消費(fèi)過(guò)程中引發(fā)的大宗固廢堆存、大型采空區(qū)形成和大量CO2排放均為當(dāng)前關(guān)注的熱點(diǎn)問(wèn)題[1–3]，也是制約煤炭可持續(xù)開(kāi)發(fā)利用與綠色健康發(fā)展的瓶頸所在。

煤炭作為我國(guó)的基礎(chǔ)能源物質(zhì)其生產(chǎn)和使用過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生諸如煤矸石、粉煤灰、氣化灰渣等大宗固體廢棄物，據(jù)測(cè)算，露天礦、井工礦每采萬(wàn)噸煤炭排放煤矸石2.0 萬(wàn)～6.1 萬(wàn)m3；煤轉(zhuǎn)化電每萬(wàn)兆瓦排放粉煤灰500 t，煤轉(zhuǎn)化油(氣)每萬(wàn)噸排放氣化渣等固體廢棄物0.25 萬(wàn)t[4]。目前我國(guó)煤基固廢的累計(jì)堆存量已經(jīng)達(dá)到數(shù)百億噸，而且還保持著每年15 億t的高速增長(zhǎng)，占工業(yè)固廢產(chǎn)生量的半數(shù)以上，且這個(gè)比例還有持續(xù)上漲趨勢(shì)。……