矿山功能性充填基础理论与应用探索

刘浪^1,2，辛杰¹，张波^1,2，张小艳^1,2，王美^1,2，邱华富^1,2，陈柳^1,2

1. 西安科技大学能源学院2. 教育部西部矿井开采及灾害防治重点实验室

摘 要：从充填材料性能的角度将充填技术演进历程划分为体积性充填、结构性充填和功能性充填三个阶段。提出矿山功能性充填的学术理念,在实现传统充填效能的同时,兼顾载冷、蓄热、储能、防渗及防辐射等拓展功能,应对深地开采高应力、高井温和多空区等复杂环境难题及充填高成本问题。首先,给出了矿山功能性充填材料及技术的科学定义,建立了功能性充填材料的概念模型;然后,根据充填材料实现功能不同,将充填技术分为载冷/蓄冷功能性充填、蓄热/释热功能性充填和储库式功能性充填三种基本类别,分别从概念、功能及基本原理等方面进行了详尽论述。矿山功能性充填材料及技术的应用与探索将进一步革新充填采矿技术,对深地矿床-地热协同开采、井下空区再利用及战略能源储备等产生影响。

关键词：深地开采;功能性充填;载冷/蓄冷;蓄热/释热;储库式;