金属矿山

作者：王方田,刘超,郝文华,胡世杰,冯光明,李怀展,郭广礼

单位：1. 中国矿业大学矿业工程学院,江苏 徐州 221116;2. 煤炭资源与安全开采国家重点实验室,江苏 徐州 221116;3. 中国矿业大学环境与测绘学院,江苏 徐州 221116

关键词：超高水材料,绿色开采,协同承载,减灾减损,地表沉陷,

基金：国家自然科学基金项目(编号:51974297);国家自然科学基金区域联合重点项目(编号:U21A20109);徐州市重点研发计划项目(编号:KC22283);江苏省自然科学优秀青年基金项目(编号:BK20220158);中央高校基本科研业务费专项(编号:2019XKQYMS50);中国矿业大学研究生创新计划项目(编号:2023WLJCRCZL034)。

深部煤层安全高效开采与生态环境保护是当前煤炭资源绿色开采的重大难题之一。 充填开采对于防治深井动力冲击灾害、减少地表下沉、保护生态环境具有显著成效,其中超高水材料水体积比高,充填开采具有工艺简单、适应性强、用料少、充填率高等特点,可有效解决地面环境保护与煤炭资源开采破坏之间的突出矛盾,符合煤炭资源减灾减损绿色智能开采新发展理念的要求。 在总结充填开采技术研发背景与发展历程的基础上,阐明了超高水材料充填开采的技术原理、工艺流程及材料性能;重点从充填开采地表沉陷控制“充填体—煤柱”及“充填体—支架—煤体”协同承载等方面揭示了充填开采动力灾害防治机理;提出了减灾减损绿色开采动力灾害防治、智能化感知、地表形变监测与预计及充填装备智能化控制等关键技术,在山东义能煤矿成功进行了超高水材料充填开采实践,并实现了“三下”深部煤层安全高效智能绿色开采。 为推进生态文明建设与环境保护,实现现代化矿井减灾减损绿色开采,展望了超高水材料充填开采研究方向为:深化深部超高水材料充填开采岩层控制基础理论、提高超高水材料充填开采技术智能化水平,创新超高水充填与煤系共伴生资源协同开采技术体系,联合超高水材料充填开采与碳捕获、封存及再利用技术,优化智能化绿色开采监测评估体系与方法,为实现深部资源绿色化开采提供科学依据。

来源：2023年第05期

《金属矿山》期刊编辑部

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