矿山遗存地下空间利用现状与结构充填技术应用前景
冯国瑞1
崔业凯2
李竹3
汪圳2
孟祥天2
吴国威2
占梦楠2
姚鑫2
1.太原理工大学 矿业工程学院,山西太原 030024;矿山岩层控制及灾害防控山西省重点实验室,山西太原 030024;山西能源学院,山西晋中 0306002.太原理工大学 矿业工程学院,山西太原 030024;矿山岩层控制及灾害防控山西省重点实验室,山西太原 0300243.煤炭精细勘探与智能开发全国重点实验室,江苏徐州 221116
摘要：我国煤炭高强度开采后形成巨量地下遗存空间,其资源化利用对缓解土地压力、防控次生灾害及实现"双碳"目标具有重要意义.系统梳理了煤炭地下空间现有综合利用技术,探讨了 CO2地下封存技术与地下水库技术等研究进展,结合团队提出的结构充填技术理论,分析了该技术亟待解决的关键问题、应用瓶颈与发展前景.已有文献表明:CO2地下封存技术依托工业固废矿化反应实现CO2封存,但固碳材料渗透性与长期稳定性等物理性能仍有待提升,储碳空间围岩在多场耦合作用下的损伤机制尚未明晰;地下水库技术通过改造采空区构建储水系统,但周期性水压波动诱发坝体结构干湿循环疲劳问题亟待解决;结构充填技术以低充填率、高稳定性设计构建稳定地下空间结构,为空间功能化提供力学保障,但仍面临关键充填位置不明确、材料性能与功能需求矛盾、多场耦合损伤机理不清及智能化工艺不足等瓶颈;未来需聚焦功能化充填材料开发、跨尺度THMC多场耦合建模、智能感知与数字孪生技术应用,构建"地质精准探测-功能定向设计-动态优化调控"技术体系.通过跨学科协同创新、政策机制支持及标准化建设,推动地下空间从环境负担向战略资源转化,为矿区绿色转型与"双碳"目标实现提供理论和技术支撑.
关键词：矿山遗存地下空间CO2地下封存地下水库结构充填协同应用
分类号：TD325(矿山压力与支护)
资助基金：国家自然科学基金(52334005)国家自然科学基金(51925402)山西省重点实验室建设资助项目(202104010910021)
论文发表日期：2025-06-30
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：14( 1-14 )
英文信息