深部固体资源流态化开采原位多场多相岩体力学理论研究前沿
周宏伟1
张茹2
薛东杰3
李存宝4
高富强5
巨峰6
范建国7
陈磊8
谢和平9
1.中国矿业大学(北京)能源与矿业学院,北京 100083;中国矿业大学(北京)煤炭精细勘探与智能开发全国重点实验室,北京 1000832.四川大学水利水电学院,四川成都 6100653.中国矿业大学(北京)力学与土木工程学院,北京 1000834.深圳大学深地科学与绿色能源研究院,广东 深圳 5180605.中煤科工开采研究院有限公司,北京 1000136.中国矿业大学深地工程智能建造与健康运维全国重点实验室,江苏徐州 2211167.山东能源集团有限公司,山东济南 2501018.山东大学未来技术学院,山东济南 2500029.四川大学水利水电学院,四川成都 610065;深圳大学深地科学与绿色能源研究院,广东 深圳 518060
摘要：随着地球浅部能源资源逐步开采殆尽,提升人类对深部固体资源获取能力是全球科学前沿和技术发展的必然趋势,也是确保我国长久能源安全的战略选择.煤炭禀赋固体资源与能源属性,深部煤炭资源流态化开采是突破固体矿产资源开采深度极限的颠覆性技术,其关键是要构建能考虑深部煤炭资源流态化开采原位赋存环境影响的深部工程科学全新理论与技术.现有岩石力学理论与方法难以考虑深部原位环境的影响(现有强度准则、本构方程等与深度无关、与深部原位环境无关),无法有效指导流态化技术研发和灾害防控,亟需发展考虑深部固体资源流态化开采原位多场多相环境影响的原位岩体力学新理论、新方法.建立深部原位多场多相岩体力学理论是实现深部固体资源流态化开采的基础,针对考虑深部煤炭资源原位流态化开采赋存环境影响的岩体力学理论新体系,凝练了四大关键科学问题:①深部固体资源流态化开采不同深度赋存环境本真参数与岩体物理力学行为差异性规律;②考虑深部固体资源流态化开采多场多相赋存环境影响的原位岩体力学理论;③深部固体资源流态化开采围岩稳定与岩层控制机制及动力灾害孕灾机理;④深部固体流态化开采负碳充填体的拓扑结构与构建.并相辅相成地提出五大关键技术问题:①深部固体资源流态化开采不同深度原位多场多相赋存环境本真信息获取技术;②深部固体资源流态化开采环境重构下岩体形变多参量同步测试技术;③深部固体资源流态化开采围岩多场耦合破坏智能数值仿真技术;④深部固体资源流态化开采负碳充填材料改性及性能调控技术;⑤深部固体资源流态化开采负碳高效充填技术.最后,结合科学问题和技术问题细分出七大重点研究内容:①深部固体资源流态化开采不同深度岩体力学行为原位测试原理与技术;②深部固体资源流态化开采环境重构下多场多相岩体形变规律同步测试方法与技术;③深部固体资源流态化开采下原位岩体力学理论与灾变预测方法;④深部固体资源流态化开采下围岩稳定技术与安全评价方法;⑤深部固体资源流态化开采巷道前方灾害源随掘声波精细探测技术;⑥深部固体流态化开采下负碳充填及其岩层控制技术;⑦深部开采动力灾害防控方法及工程示范.基于以上内容构建深部固体资源流态化开采原位多场多相岩体力学理论,为未来深部固体资源流态化开采提供理论基础和技术支撑.
关键词：深部开采多场多相深部原位岩体力学流态化围岩稳定负碳充填
分类号：TD821(矿山开采)
资助基金：国家科技重大专项(2024ZD1003902)国家重点研发计划(2025YFE0109800)
论文发表日期：2026-01-31
在线出版日期：2026-03-27（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：18( 352-369 )
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