（一）立项背景 
煤矸石是煤炭在形成过程中与煤炭共生、伴生的一种脉石矿物，在煤炭洗选和加工过程中所产生的固体废弃物。相关研究资料表明，我国矸石产量约占原煤总产量15%～20%，目前积存已达到70亿t，占地面积为70km2，堆积煤矸石不仅占用了大量的土地，并且会在土地中释放大量的有害元素，污染环境。而且，煤矸石的存储、运输等过程会给煤矿企业造成较大的直接及间接经济损失。因此，伴随着我国经济发展对能源日益增长的需求，面对煤炭开采量不断增加的现实，煤矸石如何妥善处理便成为了一个亟待解决的问题。
陕煤集团柠条塔矿井选煤厂平均每天选出矸石量约为800吨左右，年矸石量约为30万吨左右，排矸费用为5.47元/吨，每年因矸石产生直接费用约为164.1万元；矿井租赁矸石场费用为427万元；2012年10月至2016年9月产生矸石约140万方，矿井与阴湾露天煤矿达成协议，将矸石回填露天采坑，费用约800万元。同时，矸石外排也给矿井带来巨大的环保压力。因此，从资源利用、环境保护和经济效益的角度来看，对陕煤集团柠条塔矿而言，探索洗选矸石内部循环综合利用技术具有重要的现实意义。
（二）应用领域
柠条塔矿井每年矿井需要完成进尺5万米以上，其中4.5万米以上进尺为准备工作面掘进量，工作面顺槽、横贯、切眼等相关巷道为一次性使用巷道，只为1-2个综采工作面服务。因此，从解决企业实际问题出发，坚持“因地制宜，积极利用”的指导思想，神南柠条塔矿业有限公司前期开展了矿井洗选煤矸石综合利用的基础研究工作，就地取材以柠条塔矿生产的煤矸石、地面黄沙为粗、细骨料，试配了C15、C20、C25、C30强度等级的煤矸石混凝土，制作了150mm×150mm×150mm立方体试块，进行了立方体抗压强度试验，并将煤矸石混凝土应用到矿井坑道地面实际工程之中。
神南柠条塔矿业有限公司对煤矸石混凝土的前期研究工作，针对柠条塔矿矿业生产中煤矸石产出的实际情况，一方面提出了减少企业生产成本、降低煤炭企业处理和消纳煤矸石承受巨大负担的良好思路，另一方面针对煤矸石的资源化利用比较低、综合利用率及水平不高，体现了煤炭企业从煤矸石的“无害化”消极处理向“资源化”积极利用转变的积极举措。就本项目而言，煤矿利用每天产出的煤矸石作为粗骨料，用于井下工作面顺槽、横贯、切眼等相关巷道地坪及其风桥、机头硐室、闭墙、留巷段支柱等工程混凝土中，在

按照年准备工作面掘进量4.5万米计算，地坪及垫层厚度为0.3米，巷道平均宽度为5.5米，每年可使用洗选矸石15.4万吨，减少排矸直接费用84.2万元，按照每米地坪节约300元计算，可节约费用1350万元，每年可实现直接经济效益1434.2万元，间接效益为无需租赁矸石场和矸石外排相关费用