露天煤矿隔水层重构：泥岩-地聚合物的渗透特性研究

"露天矿坑隔水层重构及泥岩-地聚合物损伤渗透特性-论文" 本文主要探讨了露天煤矿在开采过程中对水资源保护与恢复的重要性，尤其是如何解决因露天开采形成的漏斗效应导致的地下水资源破坏问题。露天矿的开采会破坏煤层上方的隔水层，使得隔水层缺失，造成内排物料结构松散，渗透系数增大，无法起到隔水、阻水的作用。为解决这一问题，研究团队提出了利用泥岩-地聚合物材料来构建露天矿内排土场的重构隔水层。这种创新的方法不仅有助于恢复隔水功能，还能消耗工业固体废弃物，构建一个以矿山为中心的循环经济体系。 地聚合物是一种通过无机粉体材料（如泥岩、矿渣、赤泥）与碱激发剂（如水玻璃）发生缩聚反应而形成的材料，其渗透率较低，是理想隔水层材料的特征。研究中，研究者制备了标准尺寸的泥岩-地聚合物试样，并在单轴加载条件下定义了损伤变量，通过渗透试验研究了材料在不同损伤程度下的渗透特性。 实验结果显示，在低损伤状态（σ/σc < 0.3）下，材料未出现贯通裂纹，渗透介质无法穿过，因此未检测到渗透数据。随着损伤程度的增加，材料的渗透性会逐渐增强。这种现象揭示了材料损伤对隔水层性能的影响，对于优化材料配方和施工工艺，提高隔水层的稳定性和耐久性具有重要意义。 此外，文章还引用了一系列与煤炭绿色开采相关的研究，包括煤层气的开采技术、矿井水处理、土地退化评估、保水采煤的科学问题等，这些都反映了当前煤炭行业对环保和可持续发展的关注。通过这些研究，可以进一步理解如何在煤炭开采中平衡经济效益与环境保护的关系，实现绿色开采。 本文提出的泥岩-地聚合物重构隔水层技术，为露天煤矿水资源保护提供了一个创新的解决方案，同时也为工业废弃物的资源化利用提供了新途径。未来的研究可以进一步深入探究材料的长期稳定性、经济成本以及在实际工程中的应用效果，以推动这一技术的实际应用。