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为科学确定煤矸石充填复垦的材料和标高，以徐州矿区为例，采用现场试验和实验室分析测定相结合的方法，研究了煤矸石的地球化学性能和有毒元素状况，分析了煤矸石孔隙度计算的理论和方法，建立了煤矸石充填超高计算的数学模型，提出了煤矸石充填标高确定的数学方法．结果表明：徐州矿区煤矸石可作为煤矿塌陷地的充填复垦材料，煤矸石地球化学组成中SiO2的质量分数平均为54．66％，使得煤矸石具有一定的硬度，煤矸石的Hg，Cd，Pb，As和F等有毒元素含量不超标；煤矸石充填复垦的实际充填高度应为设计充填高度的1．3649倍．