煤气化灰渣的规模化利用与处置是我国煤化工行业面临的主要挑战之一,严重制约着煤气化产业与环境保护的协调发展.现有的煤气化灰渣循环掺烧、高值化利用和建材化技术存在成本高、利用规模小等问题,目前的充填技术主要处置煤矸石、粉煤灰等煤基固废材料,缺乏针对煤气化灰渣充填材料的相关实践.本文综述了煤气化灰渣的利用现状与存在的问题,突破了煤气化灰渣规模化利用与处置中的技术瓶颈,系统阐述了煤气化灰渣规模化分质梯级利用技术的内涵及关键科学与技术问题.提出了煤气化灰渣铝硅结构分质活化与协同调控机理、富碳灰渣高温气化反应机理及活性强化机制、低碳灰渣全固废胶凝材料的多动力源活化与水化机理以及采动空间多场耦合时空演化与充填控制机理等理论研究方向.分析了煤气化灰渣自维持脱碳铝硅预富集、煤气化灰渣高值化材料微化工制备、富碳灰渣无辅助燃料常压气化工艺、低碳灰渣全固废胶凝材料低碳制备以及煤基固废全周期立体绿色智能充填等技术的研究难点.论文研究创新了煤气化灰渣的利用模式,构建了煤气化灰渣综合利用与处置技术体系,引领了我国煤化工固废资源化利用的新方向,具有广阔的应用前景,有力推动了煤气化灰渣的循环利用与煤化工产业的绿色发展.