“30·60双碳”目标是事关人类命运共同体的重大战略决策，也是推进煤炭行业转型升级与高质量发展的风向标。煤炭作为高碳化石能源的提供者，在生产和消费过程中带来的大宗固废堆存、大型采空区形成和高碳排放等问题，是制约煤炭可持续开发利用与绿色健康发展的关键所在。秉持“变害为利”、“从哪来到哪去”原则，寻求资源高效回收、固废规模化处置、采空区再利用与CO₂封存的有机结合点，提出基于功能性充填的CO₂储库构筑与封存方法学术构想，探索“功能性充填材料制备→功能性充填与CO₂封存储库构筑→CO₂物理与化学协同封存→CO₂封存安全及环境风险评价”的CO₂封存新途径。具体开展工作包括：① 创新了镁渣源头改性技术，研发了新型改性镁渣基矿用胶凝材料和CO₂封存用功能性充填材料；② 提出了短-长壁充填无煤柱开采方法，初步构筑满足稳定性要求的CO₂封存空间；结合功能性充填理论与技术，进一步构筑满足密封性要求的CO₂封存储库，阐述了储库的结构及参数、工作原理；③ 提出了CO₂储库封存物理-化学协同技术途径，根据开采深度不同物理封存技术途径分为浅-中深部低压CO₂储库封存和深部超临界CO2储层封存，揭示了碱性固废CO₂化学封存机制；④ 梳理了功能性充填的CO₂封存安全及环境风险评价指标体系，给出了CO₂封存安全性能及环境性能的评价方法。矿山功能性充填的CO₂封存技术的提出，为CO₂封存提供了新思路。基于封存材料、封存储库、封存机理与封存评价，形成了利用固废充填技术实现矿山CO₂封存的理论与技术构想。

这篇文章属于《煤炭学报》2022年“新锐科学家”专题