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 62
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-二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 古与书院矿 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