1.一种矿山固废流态化充填处置协同二氧化碳封存方法,其特征在于,基于煤矸石固废与CO2发生矿化的特征,依次形成地面固碳‑地井充填‑井下固碳系统,在煤炭资源开采后形成的采空区内充入具有矿化封存CO2功能的矿山固废基充填料浆,实现矿山固废处置与CO2封存,具体包括以下步骤:a、充填材料制备:在破碎车间和研磨车间中将煤矸石破碎,给料机将破碎研磨后的煤矸石与各添加剂材料仓中的添加剂混合输送至搅拌固碳反应装置;
b、地面固碳:给料机向搅拌固碳反应装置中加入一定量的水,开始搅拌,并开始通过CO2气源从搅拌固碳反应装置底部注入CO2气体,待充填料浆流动性能达到泵送要求的最低限度后,停止搅拌并停止注入CO2;
c、流态化充填:通过充填泵提供动力,将搅拌好的充填料浆通过地‑井钻孔的充填管路输送至井下采出空间;
d、井下固碳:待充填料浆充满井下采出空间后,开启CO2地‑井注入系统,通过气体管路向井下充填料浆内部注入CO2,直至充填料浆固结,实现该矿采区井下采出空间的流态化固废充填处置与CO2封存。
2.如权利要求1所述的一种矿山固废流态化充填处置协同二氧化碳封存方法,其特征在于,步骤b中,所述的煤矸石破碎需满足充填料浆泵送要求,煤矸石粒径小于10mm,且2mm以下占比不低于1/3。
3.如权利要求1所述的一种矿山固废流态化充填处置协同二氧化碳封存方法,其特征在于,步骤b中,所述搅拌固碳反应装置中CO2与充填料浆搅拌反应时间根据充填料浆流动性能决定,由粘度自动测量仪监测。
4.如权利要求1所述的一种矿山固废流态化充填处置协同二氧化碳封存方法,其特征在于,步骤b中,所述煤矸石60‑80wt%,添加剂占煤矸石5wt%,其余为水。
5.如权利要求1所述的一种矿山固废流态化充填处置协同二氧化碳封存方法,其特征在于,步骤d中,充填料浆物相状态可通过CO2注入压力和流量进行判定,当CO2注入压力急剧增加且流量不变时,则判定充填料浆已经固结,可以停止注入CO2。
6.如权利要求1所述的一种矿山固废流态化充填处置协同二氧化碳封存方法,其特征在于,所述添加剂包括粉煤灰、生石灰、镁渣粉,优选为镁渣粉和生石灰粉,用于增加固碳效果。
7.一种基于权利要求1所述一种矿山固废流态化充填处置协同二氧化碳封存方法的系统,具体为地面固碳‑地井充填‑井下固碳系统,布设在该采区中部对应的地面矸石山附近,包括顺次连接的给料机、搅拌固碳反应装置、充填泵和充填管路,所述给料机分别与所述研磨车间、水仓和各添加剂材料仓连接,破碎车间与研磨车间连接;
充填管路深入到井下采出空间,充填管路上设有充填泵;在充填泵旁钻井至井下采出空间,井内安设有所述充填管路和气体管路;CO2气源连接有气体管路,所述气体管路分为两段管路,一段通入搅拌固碳反应装置,另一端深入到井下采出空间。