残采区关键域充填储碳空间重构的科学内涵

摘要

减碳降碳是我国煤炭工业绿色低碳发展面临的新挑战和科技攻关的新方向.在分析残采区储碳空间重构必要性的基础上,以绿色开采和科学开采的学术思想为指导,综合考虑残采区空间资源的高效率开发与CO_(2)的大体量储集,提出了残采区关键域充填储碳空间重构的技术方法——基于残采区发育特征和围岩结构形式,通过分区设计、充填重构和储集控制等技术的系统集成,在煤矿残采区关键位置实施针对性地充填增稳技术,构筑出封闭且稳定的CO_(2)储集空间.残采区关键域充填储碳空间重构需要解决四大关键科学问题:残采区潜在储碳空间煤岩破坏响应规律及关键域判别原理、关键域碱性充填材料碳化改性-碳化养护的协同储碳机制、煤岩充结构体蠕变失稳模型与储碳空间群灾变失稳机理、储碳空间关键域充填参数与CO_(2)注/排参数的设计准则等.残采区关键域充填储碳空间重构关键技术包括:潜在储碳空间关键域的多参量识别技术、关键域碱性充填材料储碳性能的表征技术、注/排影响下储碳空间的链式灾变模拟技术、储碳空间重构“承载-储碳”参数的调控技术等.残采区关键域充填储碳空间重构亟需攻关的研究任务有:残采区潜在储碳空间圈定与关键域充填位置判别、残采区关键域碱性充填材料的储碳性能与机制、残采区储碳空间时效失稳特征与灾变泄漏机理、残采区关键域充填储碳空间的重构设计方法.残采区关键域充填储碳空间重构科学内涵的思考有望为实现煤矿地下空间开发利用与减碳降碳提供理论支撑与决策依据,可以推进我国煤炭工业的绿色低碳发展.