CN112505040B - 一种基于充填膏体的二氧化碳封存测定系统及测定方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于二氧化碳地下封存技术领域，公开了一种基于充填膏体的二氧化碳封存测定系统及测定方法，包括用于筛选出最合适的充填膏体配比的充填膏体选择实验装置，充填部、二氧化碳捕集液化部、采空区、实体煤、计算机系统、水源龙头、数字散斑监测装置、输送管道、矿用光缆以及软管。本发明通过配比合适的充填膏体作为储存载体，并将液化后的超临界二氧化碳充入充填膏体，在压力作用下可以实现二氧化碳的地下封存，可实现对充填体长宽高的控制，其可实现对采空区充填膏体加压以及压力的在线远程监测，并且可以实现压力、二氧化碳储量、充填体质量、强度、变形以及二氧化碳储量的远程在线监测。

Description

一种基于充填膏体的二氧化碳封存测定系统及测定方法

技术领域

本发明属于二氧化碳地下封存技术领域，尤其涉及一种基于充填膏体的二氧化碳封存测定系统及测定方法。

背景技术

目前：以二氧化碳为主的温室气体的过量排放导致全球气温升高，这已成为众所瞩目的环境问题。由于以化石燃料为主的能源结构的经济继续呈现上升的趋势，二氧化碳排放压力逐年增加。减排二氧化碳主要有三个途径，即减少二氧化碳的产生、二氧化碳的转化利用和二氧化碳封存处理。目前，二氧化碳捕集和封存是实现大规模二氧化碳减排的潜在措施之一，其过程是：将二氧化碳从工业排放源分离出来，经输送至封存地点，并封存在合适的地层中，达到二氧化碳与大气的长期隔绝。一般认为最理想的封存场所是地下空间，包括含盐水层、油气田和深部不可采煤层。

充填开采是我国开采“三下”压煤的一种重要技术手段，近年来随着我国环保要求的不断提高，充填开采技术在我国的应用越来越广泛。膏体充填是一种非常好的充填开采方法。粉煤灰充填膏体是一种混合了多种材料的充填材料。其中包括了粉煤灰，水泥，煤矸石，外加剂等材料。大粒径(粗)粉煤灰宏观表象较为粗糙，孔隙比较多，形状不规则，呈疏松多孔状结构，有大量的孔隙结构，对二氧化碳具有吸附作用；并且粉煤灰含有CaO，可以与二氧化碳反应生成碳酸钙。因此研制一种基于充填膏体的二氧化碳封存测定系统及测定方法十分必要，一是充填开采广泛应用，若能使用充填膏体封存二氧化碳，那么将会为二氧化碳的封存提供大量的封存场；二是二氧化碳封存测定系统的使用可以更加方便测试出最合适的封存条件，对缓解全球温室效应具有重要意义。

通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：以二氧化碳为主的温室气体的过量排放导致全球气温升高，这已成为众所瞩目的环境问题。

解决以上问题及缺陷的难度为：虽然说最理想的封存场所是含盐水层、油气田和深部不可采煤层等地下空间，但是地下空间封存二氧化碳存在高生态环境风险，并且当二氧化碳溶解在水中会侵蚀岩石，导致二氧化碳会重新释放，而且封存效果不佳，也没有一种合适的装置可以对二氧化碳进行封存测定。

解决以上问题及缺陷的意义为：二氧化碳如若能够找到一种合适的封存材料，并且可以研发一种二氧化碳封存测定系统及测定方法，那么将会解决许多因二氧化碳产生的环境问题，可以产生了巨大的社会效益和经济效益。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种基于充填膏体的二氧化碳封存测定系统及测定方法。

本发明是这样实现的，一种基于充填膏体的二氧化碳封存测定系统包括：

充填膏体选择实验装置，用于选择出储存二氧化碳最合适的充填浆料质量浓度以及煤矸石、粉煤灰、水泥、外加剂质量比所形成的充填膏体；

充填部，用于配比充填膏体，并通过输送管道将充填膏体输送到采空区；

二氧化碳捕集液化部，通过二氧化碳捕集车间将二氧化碳排放源排出的二氧化碳进行捕集，通过控制温度和压力将二氧化碳压缩为超临界状态；

采空区，设置有可伸缩充填膏体储存装置和注水装置，用于通过可伸缩充填膏体储存装置可设置不同体积的充填膏体进行储存，并将注水装置通过软管与水源龙头连接；

实体煤，用于模拟实体煤矿区；

计算机系统，用于通过矿用光缆与各个受控器件进行连接，对各个受控器件进行控制；

数字散斑监测装置，用于对充填膏体的强度以及变形参数进行检测反馈。

进一步，所述充填膏体选择实验装置设置有二氧化碳输入端和二氧化碳输出端，所述二氧化碳输入端和二氧化碳输出端之间连接有真空试验管，所述真空试验管中间安装充填膏体实验片，充填膏体实验片外侧包裹密封管套。

进一步，所述二氧化碳输入端和二氧化碳输出端与真空试验管连接部分均安装密封圈，所述充填膏体实验片外侧包裹密封管套。

进一步，所述充填部设置有第一充填塔和第二充填塔，第一充填塔和第二充填塔的下端连接有充填膏体混合车间，所述充填膏体混合车间左端设置水泥和外加剂添加口，充填膏体混合车间下端通过输送管道与采空区连接。

进一步，所述二氧化碳捕集液化部设置有二氧化碳排放源、二氧化碳捕集车间、二氧化碳压缩车间、二氧化碳储存车间、超临界二氧化碳注入车间以及二氧化碳利用车间，各个车间均通过输送管道连接。

进一步，所述采空区的可伸缩充填膏体储存装置通过矿用光缆连接计算机系统，所述可伸缩充填膏体储存装置的长宽高均可伸缩，所述可伸缩充填膏体储存装置的内壁设置有压力监测传感器、充填体质量监测传感器以及二氧化碳储量监测传感器，所述压力监测传感器、充填体质量监测传感器和二氧化碳储量监测传感器分别通过矿用光缆连接计算机系统。

进一步，所述注水装置的底座通过固定装置固定在采空区底部中央，注水装置设置两根可伸缩的注水管道，一根水平设置一根竖直设置，两根注水管道前端设置均通过固定装置与可伸缩充填膏体储存装置内壁连接，当计算机系统控制可伸缩充填膏体储存装置伸缩时，注水装置两根注水管道也会相应伸缩；

每个注水管道上均匀设置有若干个注水喷孔，注水装置下端通过软管连接水源，水源龙头设置水量控制装置，水量控制装置与计算机系统连接。

进一步，所述固定装置包括挡板和螺丝，所述挡板为圆形，挡板上开设有多个小孔，通过螺丝固定在待充填区的底板上。

进一步，所述数字散斑监测装置包括两个白色荧光灯光源和一台CCD相机， CCD相机通过矿用光缆与计算机系统相连。

进一步，所述计算机系统位于地面，通过矿用光缆与传感器连接缆。

进一步，所述充填部和二氧化碳捕集液化部与采空区可伸缩充填膏体储存装置连接的输送管道处设置密封圈。

本发明的另一目的在于提供一种基于充填膏体的二氧化碳封存测定方法，所述基于充填膏体的二氧化碳封存测定方法包括：

第一步：通过充填膏体选择实验装置，不断筛选不同配比的充填膏体，最终选择出吸收二氧化碳效果最好并且强度符合标准的充填膏体配比；

第二步：二氧化碳捕集部通过二氧化碳捕集车间将二氧化碳排放源排出的二氧化碳进行捕集，捕集到的二氧化碳经过输送管道输送到二氧化碳压缩车间，经过二氧化碳压缩车间控制温度和压力，二氧化碳被压缩为超临界二氧化碳，一部分送入二氧化碳储存车间中储存，另一部分通过输送管道注入超临界二氧化碳注入车间，注入采空区充填膏体中，二氧化碳储存车间和超临界二氧化碳注入车间也通过输送管道连接；

第三步：根据具体的封存目的，将可伸缩充填膏体储存装置安装在合适位置，然后将检测合格的注水装置通过固定装置连接安装在采空区中央，根据可伸缩充填膏体储存装置调整其高度，使其固定在可伸缩充填膏体储存装置内壁上，并保持稳定；将可伸缩充填膏体储存装置和注水装置通过矿用光缆与计算机系统连接，并将注水装置通过软管连接水源；

第四步：根据具体的封存目的，将若干压力监测传感器、充填体质量监测传感器、二氧化碳储量监测传感器布置在可伸缩充填膏体储存装置内壁的合适位置，并通过矿用光缆连接计算机系统；

第五步：经过第一步的筛选，最终选择充填浆料质量浓度为67％，按照煤矸石、粉煤灰、水泥、外加剂质量比为14∶10∶2∶3进行充填膏体配比；

第六步：通过计算机系统控制向采空区注入充填膏体，通过计算机控制系统观察记录质量传感器反馈的充填膏体的质量，注入完毕后在充填膏体上布置数字散斑监测装置，包括白色荧光灯光源和CCD相机，并将CCD相机连接在计算机系统上；

第七步：通过计算机系统控制向可伸缩充填膏体储存装置注入超临界二氧化碳，通过计算机系统观察记录二氧化碳储量监测传感器反馈的二氧化碳储量，通过计算机系统观察记录数字散斑监测装置反馈的充填膏体的强度以及变形问题；

第八步：通过计算机系统控制可伸缩二氧化碳储存装置在竖直方向改变压力，记录不同压力下各项指标的变化情况。

结合上述的所有技术方案，本发明所具备的优点及积极效果为：

(1)本发明可以实现选择出储存二氧化碳最合适的充填浆料质量浓度以及煤矸石、粉煤灰、水泥、外加剂质量比所形成的充填膏体；

(2)本发明可以实现选择出储存二氧化碳最合适的充填膏体体积；

(3)本发明以矿用光缆为传输介质，井下无需供电，安全稳定，可实现长期连续监测；

(4)本发明通过充填膏体选择实验装置筛选出充填浆料质量浓度为67％，煤矸石、粉煤灰、水泥、外加剂质量比为14∶10∶2∶3时所形成的充填膏体，既能保证充填强度，又能使储存二氧化碳效果更佳；

(5)本发明采用可伸缩二氧化碳储存装置，可以控制充填膏体的长宽高，方便获取最佳储存二氧化碳充填膏体的体积；

(6)本发明采用数字散斑技术，对充填体的强度和变形进行监测，极大地提高了监测精度。

本发明通过配比合适的充填膏体作为储存载体，并将液化后的超临界二氧化碳充入充填膏体，在压力作用下可以实现二氧化碳的地下封存，可实现对充填体长宽高的控制，其可实现对采空区充填膏体加压以及压力的在线远程监测，并且可以实现压力、二氧化碳储量、充填体质量、强度、变形以及二氧化碳储量的远程在线监测。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的基于充填膏体的二氧化碳封存测定系统连接原理图。

图2是本发明实施例提供的充填膏体选择实验装置的结构示意图。

图3是本发明实施例提供的充填部的结构示意图。

图4是本发明实施例提供的二氧化碳捕集液化部的结构示意图。

图5是本发明实施例提供的采空区的结构示意图。

图6是本发明实施例提供的数字散斑监测装置的结构示意图。

图7是本发明实施例提供的基于充填膏体的二氧化碳封存测定方法流程图。

图中：1、充填膏体选择实验装置；101、二氧化碳输入端；102、二氧化碳输出端；103、50mm充填膏体实验片；104、密封管套；105、密封圈；106、真空试验管；2、充填部；201、第一充填塔；202、第二充填塔；203、水泥和外加剂添加口；204、充填膏体混合车间；3、二氧化碳捕集液化部；301、二氧化碳排放源；302、二氧化碳捕集车间；303、二氧化碳压缩车间；304、二氧化碳储存车间；305、超临界二氧化碳注入车间；306、二氧化碳利用车间；4、采空区；401、可伸缩充填膏体储存装置；402、注水装置；403、固定装置；404、可伸缩注水管道；405、注水喷孔；406、压力监测传感器；407、充填体质量监测传感器；408、二氧化碳储量监测传感器；5、实体煤；6、计算机系统；7、水源龙头；8、数字散斑监测装置；801、白色荧光灯光源；802、CCD相机；9、输送管道；10、矿用光缆；11、软管。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种基于充填膏体的二氧化碳封存测定系统及测定方法，下面结合附图对本发明作详细的描述。

如图1所示，本发明实施例提供的基于充填膏体的二氧化碳封存测定系统包括充填部2、二氧化碳捕集液化部3、采空区4、实体煤5、计算机系统6、水源龙头7、数字散斑监测装置8、输送管道9、矿用光缆10以及软管11；其中，充填部2、二氧化碳捕集液化部3、和计算机系统6设置在地面。

如图2所示，本发明实施例提供的充填膏体选择实验装置1包括二氧化碳输入端101，连接真空试验管106，真空试验管106另一端连接二氧化碳输出端102，二氧化碳输入端101和二氧化碳输出端102与真空试验管106连接部分均安装密封圈106，真空试验管106中间安装50mm充填膏体实验片103，50mm 充填膏体实验片103外侧包裹密封管套104，通过测输出二氧化碳浓度和输入二氧化碳浓度的比值可以筛选合适的充填膏体配比。

如图3所示，本发明实施例提供的充填部2包括第一充填塔201和第二充填塔202两个充填塔，第一充填塔201装有煤矸石，第二充填塔202装有粉煤灰，两充填塔通过输送管道9连接充填膏体混合车间204，充填膏体混合车间 204上设置有水泥和外加剂添加口203，混合产生充填浆料质量浓度为67％，煤矸石、粉煤灰、水泥、外加剂质量比为14：10：2：3。

如图4所示，本发明实施例提供的二氧化碳捕集液化部3通过二氧化碳捕集车间302将二氧化碳排放源301排出的二氧化碳进行捕集，捕集到的二氧化碳经过输送管道9输送到二氧化碳压缩车间303，经过二氧化碳压缩车间303二氧化碳被压缩为超临界二氧化碳，一部分送入二氧化碳储存车间304储存，另一部分通过输送管道9送入超临界二氧化碳注入车间305，通入采空区充填膏体中。二氧化碳储存车间304和超临界二氧化碳注入车间305也通过输送管道9 连接。采空区40储存的二氧化碳可通过输送管道9输送到二氧化碳利用车间306，利用完的二氧化碳可通过输送管道9输送到二氧化碳捕集车间302。

如图5所示，本发明实施例提供的采空区4合适位置安装可伸缩充填膏体储存装置401，然后将检测合格的注水装置402通过固定装置403连接安装在采空区4中央，根据可伸缩充填膏体储存装置401调整其高度，将其可伸缩注水管道404固定在可伸缩充填膏体储存装置401内壁上，并保持稳定；将可伸缩充填膏体储存装置401和注水装置402通过矿用光缆10与计算机系统6连接，并将注水装置402通过软管11连接水源龙头7。将若干压力监测传感器406、充填体质量监测传感器407、二氧化碳储量监测传感器408布置在可伸缩充填膏体储存装置401内壁的合适位置，并通过矿用光缆10连接计算机系统6。通过计算机系统6控制向采空区40的可伸缩充填膏体储存装置401注入充填膏体，通过计算机系统6观察记录质量传感器407反馈的充填膏体的质量。

如图6所示，本发明实施例中注入完毕后在充填膏体上布置数字散斑监测装置8，数字散斑监测装置包括白色荧光灯光源801和CCD相机802，并将CCD 相机802连接在计算机系统6上。通过计算机系统6控制向可伸缩充填膏体储存装置401注入超临界二氧化碳，通过计算机系统6观察记录二氧化碳储量监测传感器408反馈的二氧化碳储量，通过计算机系统6观察记录数字散斑监测装置8反馈的充填膏体的强度以及变形问题。通过计算机系统6控制可伸缩二氧化碳储存装置401在竖直方向改变压力，记录不同压力下各项指标的变化情况。

如图7所示，本发明实施例提供的基于充填膏体的二氧化碳封存测定方法包括：

S101，通过充填膏体选择实验装置筛选出最合适的充填膏体配比；

S102，二氧化碳捕集部通过二氧化碳捕集车间将二氧化碳排放源排出的二氧化碳进行捕集，捕集到的二氧化碳经过输送管道输送到二氧化碳压缩车间，经过二氧化碳压缩车间二氧化碳被压缩为超临界二氧化碳，一部分送入二氧化碳储存车间储存，另一部分通过输送管道注入超临界二氧化碳注入车间，注入采空区充填膏体中，二氧化碳储存车间和超临界二氧化碳注入车间也通过输送管道连接；

S103，根据具体的封存目的，将可伸缩充填膏体储存装置安装在合适位置，然后将检测合格的注水装置通过固定装置连接安装在采空区中央，根据可伸缩充填膏体储存装置调整其高度，使其固定在可伸缩充填膏体储存装置内壁上，并保持稳定；将可伸缩充填膏体储存装置和注水装置通过矿用光缆与计算机系统连接，并将注水装置通过软管连接水源；

S104，根据具体的封存目的，将若干压力监测传感器、充填体质量监测传感器、二氧化碳储量监测传感器布置在可伸缩充填膏体储存装置内壁的合适位置，并通过矿用光缆连接计算机系统；

S105，选择充填浆料质量浓度为67％，按照煤矸石、粉煤灰、水泥、外加剂质量比为14∶10∶2∶3进行充填膏体配比；

S106，通过计算机系统控制向采空区注入充填膏体，通过计算机控制系统观察记录质量传感器反馈的充填膏体的质量，注入完毕后在充填膏体上布置数字散斑监测装置，包括白色荧光灯光源和CCD相机，并将CCD相机连接在计算机系统上；

S107，通过计算机系统控制向可伸缩充填膏体储存装置注入超临界二氧化碳，通过计算机系统观察记录二氧化碳储量监测传感器反馈的二氧化碳储量，通过计算机系统观察记录数字散斑监测装置反馈的充填膏体的强度以及变形问题；

S108，通过计算机系统控制可伸缩二氧化碳储存装置在竖直方向改变压力，记录不同压力下各项指标的变化情况。

美国和法国的科学家们曾提出将二氧化碳注入地下玄武岩层中的方法。玄武岩可以与二氧化碳反应，通过一种叫做碳酸化的过程，形成碳酸盐矿物如方解石。他们在雷克雅未克以东25千米的地方进行了固碳实验，研究人员把220 吨的二氧化碳注入地下400米至800米的玄武岩中并额外加入了水。发现95％以上被注入的二氧化碳已经转化为方解石等矿物质。表明这是可以将二氧化碳永久地储存在地下并且没有泄漏的风险的可行方法。而充填膏体地下封存二氧化碳的原理与之类似，目前为止没有相关的大型试验，但是从原理上这种方法是十分可行的。因此，本发明具有较高的研究意义。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种基于充填膏体的二氧化碳封存测定系统，其特征在于，所述基于充填膏体的二氧化碳封存测定系统包括：

充填膏体选择实验装置，用于选择出储存二氧化碳最合适的充填浆料质量浓度以及煤矸石、粉煤灰、水泥、外加剂质量比所形成的充填膏体；

充填部，用于通过输送管道将充填膏体输送到采空区；

二氧化碳捕集液化部，通过二氧化碳捕集车间将二氧化碳排放源排出的二氧化碳进行捕集，通过控制温度和压力将二氧化碳压缩为超临界状态；

采空区，设置有可伸缩充填膏体储存装置和注水装置，用于通过可伸缩充填膏体储存装置对充填膏体进行储存，并将注水装置通过软管与水源龙头连接；

实体煤，用于模拟实体煤矿区；

计算机系统，用于通过矿用光缆与各个受控器件进行连接，对各个受控器件进行控制；

数字散斑监测装置，用于对充填膏体的强度以及变形参数进行检测反馈；

所述充填膏体选择实验装置设置有二氧化碳输入端和二氧化碳输出端，所述二氧化碳输入端和二氧化碳输出端之间连接有真空试验管，所述真空试验管中间安装充填膏体实验片，充填膏体实验片外侧包裹密封管套；

所述二氧化碳输入端和二氧化碳输出端与真空试验管连接部分均安装密封圈，所述充填膏体实验片外侧包裹密封管套。

2.如权利要求1所述的基于充填膏体的二氧化碳封存测定系统，其特征在于，所述充填部设置有第一充填塔和第二充填塔，第一充填塔和第二充填塔的下端连接有充填膏体混合车间，所述充填膏体混合车间左端设置水泥和外加剂添加口，充填膏体混合车间下端通过输送管道与采空区连接。

3.如权利要求1所述的基于充填膏体的二氧化碳封存测定系统，其特征在于，所述二氧化碳捕集液化部设置有二氧化碳排放源、二氧化碳捕集车间、二氧化碳压缩车间、二氧化碳储存车间、超临界二氧化碳注入车间以及二氧化碳利用车间，各个车间均通过输送管道连接。

4.如权利要求1所述的基于充填膏体的二氧化碳封存测定系统，其特征在于，所述采空区的可伸缩充填膏体储存装置通过矿用光缆连接计算机系统，所述可伸缩充填膏体储存装置的长宽高均可伸缩，所述可伸缩充填膏体储存装置的内壁设置有压力监测传感器、充填体质量监测传感器以及二氧化碳储量监测传感器，所述压力监测传感器、充填体质量监测传感器和二氧化碳储量监测传感器分别通过矿用光缆连接计算机系统。

5.如权利要求1所述的基于充填膏体的二氧化碳封存测定系统，其特征在于，所述注水装置的底座通过固定装置固定在采空区底部中央，注水装置设置两根可伸缩的注水管道，一根水平设置一根竖直设置，两根注水管道前端设置均通过固定装置与可伸缩充填膏体储存装置内壁连接，当计算机系统控制可伸缩充填膏体储存装置伸缩时，注水装置两根注水管道也会相应伸缩；

每个注水管道上均匀设置有若干个注水喷孔，注水装置下端通过软管连接水源，水源龙头设置水量控制装置，水量控制装置与计算机系统连接。

6.如权利要求5所述的基于充填膏体的二氧化碳封存测定系统，其特征在于，所述固定装置包括挡板和螺丝，所述挡板为圆形，挡板上开设有多个小孔，通过螺丝固定在待充填区的底板上。

7.如权利要求1所述的基于充填膏体的二氧化碳封存测定系统，其特征在于，所述数字散斑监测装置包括两个白色荧光灯光源和一台CCD相机，CCD相机通过矿用光缆与计算机系统相连。

8.一种利用权利要求1～7任意一项所述的基于充填膏体的二氧化碳封存测定系统的基于充填膏体的二氧化碳封存测定方法，其特征在于，所述基于充填膏体的二氧化碳封存测定方法包括：

第一步：通过充填膏体选择实验装置筛选出最合适的充填膏体配比；

第二步：二氧化碳捕集部通过二氧化碳捕集车间将二氧化碳排放源排出的二氧化碳进行捕集，捕集到的二氧化碳经过输送管道输送到二氧化碳压缩车间，经过二氧化碳压缩车间二氧化碳被压缩为超临界二氧化碳，一部分送入二氧化碳储存车间储存，另一部分通过输送管道注入超临界二氧化碳注入车间，注入采空区充填膏体中，二氧化碳储存车间和超临界二氧化碳注入车间也通过输送管道连接；

第三步：根据具体的封存目的，将可伸缩充填膏体储存装置安装在合适位置，然后将检测合格的注水装置通过固定装置连接安装在采空区中央，根据可伸缩充填膏体储存装置调整其高度，使其固定在可伸缩充填膏体储存装置内壁上，并保持稳定；将可伸缩充填膏体储存装置和注水装置通过矿用光缆与计算机系统连接，并将注水装置通过软管连接水源；

第四步：根据具体的封存目的，将若干压力监测传感器、充填体质量监测传感器、二氧化碳储量监测传感器布置在可伸缩充填膏体储存装置内壁的合适位置，并通过矿用光缆连接计算机系统；

第五步：选择充填浆料质量浓度为67％，按照煤矸石、粉煤灰、水泥、外加剂质量比为14∶10∶2∶3进行充填膏体配比；

第六步：通过计算机系统控制向采空区注入充填膏体，通过计算机控制系统观察记录质量传感器反馈的充填膏体的质量，注入完毕后在充填膏体上布置数字散斑监测装置，包括白色荧光灯光源和CCD相机，并将CCD相机连接在计算机系统上；

第七步：通过计算机系统控制向可伸缩充填膏体储存装置注入超临界二氧化碳，通过计算机系统观察记录二氧化碳储量监测传感器反馈的二氧化碳储量，通过计算机系统观察记录数字散斑监测装置反馈的充填膏体的强度以及变形问题；

第八步：通过计算机系统控制可伸缩二氧化碳储存装置在竖直方向改变压力，记录不同压力下各项指标的变化情况。

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