关键域充填协同地下气化复采浅层难采遗煤的科学内涵
冯国瑞1
李剑1
白锦文1
邵明仁2
王喆3
王鹏2
1.太原理工大学矿业工程学院,山西太原 030024;太原理工大学矿山岩层控制及灾害防控山西省重点实验室,山西太原 0300242.中联煤层气有限责任公司,北京 100015;山西省三气共采技术创新中心,山西太原 0300083.太原理工大学安全与应急管理工程学院,山西太原 030024
摘要：我国煤矿残采区内遗存大量难采煤炭资源(后文简称"遗煤"),浅层遗煤储量可观且开采价值巨大,安全回收能够助力我国煤炭资源持续供给;同时,遗煤长期滞留易自燃,威胁环境安全且难以处置.因此,基于绿色开采和科学开采学术思想,结合充填开采和煤炭地下气化开采工艺,提出了一种关键域充填协同地下气化复采浅层难采遗煤的技术构想.该技术体系通过遗煤地下气化关键域全过程识别、充填材料优选及结构设计、遗煤地下气化空间重构、遗煤资源地下气化复采、复采区监测及充填综合调控等步骤,实现遗煤资源的安全低碳高效开采.关键域充填协同地下气化复采浅层难采遗煤需要解决四大关键科学问题:遗煤赋存空间煤岩失稳破坏特征及关键域判别原理、关键域充填材料热损伤机制及耐高温机理、遗煤地下气化煤岩充结构体承载-渗流特性及失稳机理、关键域充填结构设计及参数优化准则等.关键域充填协同地下气化复采浅层难采遗煤面临的四大关键技术包括:残采区关键域多参量识别技术、关键域充填材料优选技术、遗煤地下气化燃空区链式灾变模拟技术、关键域充填协同地下气化"充填-气化"参数调控技术等.关键域充填协同地下气化复采浅层难采遗煤需要完成的研究内容有:残采区关键域精准判别与充填位置科学确定、关键域充填材料优选与结构设计、遗煤地下气化分布式燃空区失稳特征与灾变机理、关键域充填协同地下气化复采岩层稳定性控制方法等.该技术有望同步实现浅层难采遗煤回收和矿山固废再利用,推动煤炭地下气化和岩层控制技术的发展,保障我国的能源供给安全.
关键词：残采区遗留煤炭资源煤炭地下气化关键域充填岩层控制
分类号：TD84(矿山开采)TD823(矿山开采)
资助基金：国家自然科学基金(52525401)国家自然科学基金(52334005)山西省科技重大专项计划揭榜挂帅资助项目(202301090301006)
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：16( 387-402 )
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