摘要：遗煤资源储量丰富、赋存广泛，兼具优质能源与战略空间双重价值。基于遗煤资源绿色开采和采空区功能提升中的扰动应力波来源、传播衰减和静态荷载特征，提出了“低频扰动+静态预应力”耦合的煤岩动态力学响应科学问题，构建了针对“遗煤开采-空间开发”协同体系的低频扰动岩体力学理论架构，搭建了“水-气-温”多场动静载耦合试验系统。结合现有研究，系统开展了扰动荷载作用下煤岩“拉-压-剪”动态力学响应特征研究，量化了高应力煤岩失稳前扰动荷载循环周期数和幅值之间的关系，得到了扰动荷载作用下不同静态预应力水平砂岩、煤、充填体的强度劣化特性，提出了低频扰动下高应力煤岩失稳的超前预测判据，揭示了煤岩强度劣化和微观裂纹演化之间的内在关联机制，推导了考虑低频扰动效应的损伤变量和强度准则。研究表明，在遗煤开采可行性分析、稳定性评价和围岩动态失稳防控中需要充分考虑采掘扰动的影响。相关研究成果可以为遗煤资源开采和采空区功能提升提供科学指导与决策依据。受采空区积水、瓦斯积聚、冲击矿压和火区扩展等多元风险因素的威胁，遗煤安全绿色开采及采空区功能提升仍面临挑战。扰动岩体力学理论在“遗煤开采-采空区功能提升”协同体系的工程应用中，尚需突破以下技术瓶颈：①“水-气-温”复杂环境下的煤岩扰动力学响应特征尚不明确；②多重采动影响下残采区围岩裂隙对扰动损伤的放大效应缺乏定量表征；③扰动影响下储碳/负碳新型充填体及其构筑空间的稳定运维亟待研究；④沉积岩的岩性复杂，动态力学普适性规律揭示和通用本构模型构建面临挑战。需要在煤矿安全规范框架下，推动扰动岩体力学理论在遗煤开采工程中的应用，力求实现遗煤资源绿色低碳开发与采空区赋能应用技术的突破，助力遗留难采煤炭资源安全绿色高回收率开采关键技术的发展和推广。
文章目录
1. 残采区“资源-空间”开发下扰动荷载的划分
1.1 扰动荷载来源和应力波传播衰减
2. “遗煤开采-采空区功能提升”协同体系的低频扰动岩体力学理论架构
2.1 “水-气-温”多场动静载耦合试验系统开发
2.2 采掘扰动下残采区围岩的承载能力劣化
2.2.1 扰动荷载作用下岩石的动态压缩响应特征
2.2.2 扰动荷载作用下岩石动态拉伸响应特征
2.2.3 扰动荷载作用下岩石动态剪切响应特征
2.3 遗煤开采扰动下遗留煤柱动态力学响应
2.4 采掘扰动下充填体的动态力学响应
3. 扰动岩体力学理论在工程应用中的技术挑战
4. 结 论
