摘要：

为实现煤矸石原位、绿色和规模化处置，煤矸石浆体充填技术作为新兴充填技术近年来得到了快速发展与应用。论文系统回顾和总结了煤矸石浆体充填技术框架提出、浆体充填理论体系形成、工程示范应用及技术迭代创新等不同阶段下浆体充填标志性成果与关键工艺技术，形成了高位注浆、低位灌浆和邻位注浆三种充填方式，建立了煤矸石浆体采空区垮落带流动的“介入理论”和浆体管道输送的“三度一场”理论，成功开展了国内外首套煤矸石井下浆体充填和地面制浆+井下邻位注浆充填示范工程；阐述了煤矸石浆体充填技术体系，围绕煤矸石浆体充填过程中的煤矸石破碎、成品矸石粉料加水制浆、制备浆体泵送和井下目标区域充填等工艺流程，探讨了煤矸石高效分级破碎、浆体精准制备、浆体管道输送和末端充填等关键技术核心问题，分析了破碎设备、筛分设备、计量设备、搅拌设备和泵送设备等关键设备技术原理与应用场景；以张家峁煤矿小空间、多设备、高能力的煤矸石浆体充填需求为工程背景，创新研发设计了煤矸石浆体充填地面制浆、管道输送、井下充填和智能控制等不同系统的布置，年充填矸石量可达55.4万t，形成了煤矸石浆体充填工程示范，实现了矿井矸石零排放和绿色处置，树立了良好的地区示范效应；未来煤矸石浆体充填技术将围绕设备小型轻量化、系统高度集成化、技术迭代创新化等方向进一步研究发展，为构建煤矿绿色开采技术体系、实现国家双碳目标提供技术支撑。

关键词：煤矸石；浆体充填；工程示范；展望

结论：

（1）介绍了煤矸石浆体充填技术发展历程、关键技术和工艺流程。煤矸石浆体充填核心内涵是将煤矸石破碎成合适的粒径级配，与水按一定配比搅拌均匀，利用充填工业泵提供动力，借助管道输送至井下采空区残余空间或废弃巷道。

（2）梳理了煤矸石浆体充填主要关键设备包括破碎设备、筛分设备、计量设备、搅拌设备和泵送设备等，整理了各设备的工作原理和技术分类，以及在煤矸石浆体充填领域应用现状。

（3）论述了张家峁煤矿浆体充填系统组成，包括地面制浆系统、管路输送系统、井下充填系统和智能化控制系统，同时介绍了各系统中相关子系统设备选型、布置方式和应用效果。

（4）基于煤矸石浆体充填技术发展应用现状，结合国家双碳目标的要求，展望了浆体充填技术发展趋势，主要包括设备小型轻量化、系统高度集成化和技术迭代创新化。

文章插图：

发表期刊：煤炭科学技术，2023（4）

朱磊，古文哲，袁超峰，刘成勇，潘浩，宋天奇，盛奉天