基于矿-热共采的深部高温岩层地下巷道硐室建造技术思考

陈湘生，武贤龙，包小华，崔宏志✉，宋朝阳，刘志强

1) 深圳大学土木与交通工程学院，深圳 518060 2) 北京中煤矿山工程有限公司，北京 100013

1 矿-热共采的深部高温岩层地下巷道硐室建造的战略地位及作用

随着我国经济的发展，每年我国需提供海量的各类型矿产资源，其中仅煤炭资源需求量在2025年就将达到28～29亿吨标准煤[1]. 随着大规模开采的进行，浅部矿产资源开始枯竭，我国矿产开采逐渐向深部发展，随着勘探技术的进步和勘探深度的增加，我国未来主要矿产开采深度将达到3000～5000 m，深部开采将成为我国矿产来源的重要组成部分[2]. 深部地下矿产开采面临着高温、高地应力的问题，如何针对这些问题发展新的巷道硐室建造技术将是实现深部矿产-地热共采的关键，也是保障我国未来深部矿产资源持续开采及利用的关键问题.

深部高温岩层地下巷道硐室的建造面临着两大挑战，分别为高温导致的热害效应使得作业环境恶化，以及高地应力导致的岩石力学性能变化，两者共同作用也会导致围岩的卸荷大变形、强流变、动力响应突变以及脆-延性发生转变[3-4]，这对深部巷道硐室的建造技术提出了新的挑战. 对于热害效应的防治可通过人工降温、铺设隔热材料等传统技术手段实现，但随着开采深度的增加这些技术手段面临着降温效率低、资源利用不充分的问题，阻碍着深部高温岩层开采技术的发展. 深部高温岩层热辐射所造成的地热效应，从工程角度分析是一种灾害，而从能源角度分析是一种天然能源[5]. 矿-热共采技术能够实现降低热害的同时对地热资源合理利用，是一种具有广阔应用前景的深部开采技术，不同于传统深部巷道硐室的建造模式，这种技术需要在深部围岩中设置换热巷、换热池、铺设换热管道等，如何在保障安全性的前提下建设满足矿-热共采需求的深部巷道硐室对相关建造技术提出了新的要求. 对于高地应力的防治现行技术多采用高预应力、高强度的支护体系[6-7]，通过大幅提升锚杆、锚索的预应力减缓岩层应力的释放，抑制岩层中裂纹的扩展，控制高地应力条件下巷道及硐室的顶板沉降及底鼓的产生，但这些技术在应对深部岩层中突出的岩爆、大变形坍塌等问题无法提供有效的应对手段[8]，需发展出新的深部巷道硐室建造技术.

本文基于对矿-热共采的深部高温地下巷道硐室建造技术的分析与思考，梳理分析了深地工程建设中面临的主要挑战及应对方案，指出了在基础理论、热害防治、围岩稳定性控制方面的现状与发展不足，给出了未来深部巷道硐室建造的发展建议. 相关研究成果可为我国持续、安全、稳定开发利用深部矿产资源提供一些建议与思考.

2 深部高温环境下巷道硐室建造技术基础理论

目前，固体矿物资源开采过程中面临的动力灾害、水、火、瓦斯等都涉及固体变形、渗流和传热的耦合问题[9-11]，对于矿-热共采模式的发展，也涉及传热、渗流、变形以及岩体的热破裂等耦合问题，在以上物理场耦合作用下，深部岩体的本构规律更加具有复杂性和多变性，这些参数的获取需要开展深入细致的物理与力学实验才能得到，现行的研究存在着试验设备落后、研究理论不完善、无法进行实际工程验证的问题，这需要深度推动产学研融合，对一批已成熟的基础理论开展初步应用研究.

2.1 地质精细探测

深部地下工程面临着复杂特殊的地质环境，多场耦合使得深部巷道硐室的建造面临的问题具有复杂性、突发性以及高危害性的特点，因此在深部巷道硐室建设之前需对待掘进区域开展精细化的探测，准确把握应力场、渗流场及温度场的分布，以此开展深部巷道硐室建造的前期准备，保证深部工程建设的合理规划、安全有序.

地应力探测方法主要有井壁崩落法、水力劈裂法、震源机制解法、非弹性应变恢复法以及声发射Kaiser效应法等，其中井壁崩落法、水力劈裂法等实测方法受地质条件及成本限制而无法广泛开展，此外热应力对初始应力场的影响不可忽略，依据地质资料和现场观测数据，采用数值计算和优化算法进行反演，是比较有效的地应力分析方法；渗流场的探测可采用示踪剂跟踪法、瞬变电磁法、温度场法等，深部矿-热协同开发时，热交换作用造成水力压裂流场与原岩温度场的显著差异，从而温度场探测结果可以间接反映水力压裂流场. 矿-热共采模式下，地质探测除了应实现对应力场和渗流场的探测外，还应同步实现对地热资源的探查，以期通过一次探查掌握充分详实的地质资料，这就需要对岩石在不同温度场及应力场作用下的各项物理指标开展研究. 温度场探测应在远景区圈定、构造探测以及干热岩岩体探测三个尺度上进行，可依据温度与岩石电阻率、波速、磁场、导热率等的关系间接实现对岩层温度场的判定. 技术上则可借鉴干热岩岩体探测技术，常使用大地电磁法MT、可控源音频电磁法CSAMT和地球物理测井法等. 对于岩体结构探测，主要采用钻孔法（钻孔取芯、钻孔摄像、钻孔雷达等）和物探法，其中物探法包括混场源高频电磁法、隧道地震波法（TSP）（图1）、脉冲反射法和高密度电阻率法等，但在高温环境下的准确性有待进一步研究.

图1 TSP系统[12]. (a) 几何示意图; (b)隧道地震波记录Fig.1 TSP system [12]: (a) geometric schematic diagram; (b) synthetic tunnel seismic data

高温岩层地质精细化探测是一个系统的工作，多种探测手段的联合应用、协同分析验证是保障探测精度与准确性的重要方式，这需要在基础理论方面有所突破，明确高温环境下岩层的成岩特性，进而分析高温地层的应力-应变场特性，并能够对多场耦合（如：固体-液体-气体耦合，温度-应力-渗流-化学耦合）的特征进行阐述，同时大数据及数值模拟技术的应用可以对高温岩层的形成及演化机理进行探究，建立起高温岩层地质探测数据库，既应掌握目前的地质条件，也应对未来长期时空演化下岩层的各项物理特性进行预判，要能够对多种潜在的地质灾害形成预警. 形成前期探测为工程建设提供参考，中期探测为施工安全、工程质量提供保障，后期探测为深部工程长期稳定存在形成防护的技术体系.

2.2 高温条件下岩石物理力学特性

高温条件下岩石的物理力学特性与常温常压条件下的大不相同，同时深部巷道硐室建造过程中采取的主动式及被动式降温均会引起原岩温度场及物理力学响应的变化. 高温条件下岩石中的矿物晶体会表现出不同的变化形式（图2）[13-14]，此外，矿-热共采模式下围岩还面临着降温可能导致的热应力致裂[15]，高温环境下岩石若经历快速降温,其内部晶体会由于不均匀收缩而产生微观裂缝，这往往会成为岩石破裂的起始条件，以至于影响围岩稳定性. 因此,在进行深部高温岩层中巷道硐室建造时，除了要考虑高温对围岩力学性质的弱化，还需考虑矿-热共采时热交换降温引起的地层温度下降，避免剧烈降温对已有井巷围岩和支护结构造成破坏，这就需要在前期准备工作中对围岩地质条件、岩石力学性质开展详尽的调查研究，对主要岩层的比热容、导热率等参数进行测定. 针对不同地层、不同巷道结构形式，如何选定矿-热共采降温方式、热交换速率在目前尚未形成成熟有效的理论体系，同时现有研究多聚焦于高温对岩石矿物成分和微观结构变化的影响，而对于深部巷道硐室建造过程中高温条件下岩石的宏观表现尚缺乏深入探讨.

图2 热处理后花岗岩的微观结构. (a) 300 ℃; (b) 500 ℃; (c) 700 ℃; (d) 900 ℃ [13]Fig.2 Microstructure of granite after heat treatment: (a) 300 ℃; (b) 500 ℃; (c) 700 ℃; (d) 900 ℃[13]

2.3 高温条件下岩石的可钻性

岩石的可钻性是衡量岩石抵抗钻头压碎能力的一个物理量，反映了深部巷道硐室建造的难易程度，同时也是优化掘进方案、优选掘进设备、控制掘进与建造成本的重要依据. 岩石具有多种复杂的物理力学参数，如何使用这些参数来表征岩石的可钻性一直是困扰学者们的重要学术课题.开始时学者们使用单一的岩石物理参数开展研究，如前苏联学者史立涅尔提出的压入硬度法[16]，但随着工程实践的开展单一物理参数无法全面反映岩石在不同地质条件、施工技术下的可钻性，因而逐步开展了多种手段、多种参数联合表征岩石可钻性的研究，如美国学者罗劳提出的微钻法[17].除了这些基于物理力学参数的评价方法外，近些年来学者们又发展出了基于统计学的钻速方程反求法、岩屑硬度法、元素含量法等，工程实践证明基于统计学的方法具有更科学、更便捷的优势，同时通过对收集到的掘进参数进行大数据统计可实时分析岩石的可钻性，并在一定程度上对待掘进区域岩石的可钻性进行预测，此外人工神经网络模型等机器学习算法也开始被引用到岩石可钻性的研究中来，发展出了基于岩石工程系统（RES）理论的岩石可钻性综合预测模型（图3（a））、基于遗传算法和人工神经网络（GA-ANN）的岩石可钻性预测模型（图3（b））等，并在工程实践中取得了良好的效果.

图3 岩石可钻性预测模型.(a) 基于RES理论的岩石可钻性综合预测模型[18]; (b) 基于GA-ANN的岩石可钻性预测模型[19]Fig.3 Rock drillability prediction model: (a) based on the RES theory [18]; (b) based on GA-ANN [19]

已有的研究表明高温将引起岩石弹塑性性能的转变，多种因素综合作用下岩石破碎前将产生较大的塑性变形，导致高温岩石可钻性降低. 受限于现有实验设备和实验方法无法全面有效模拟真实的深部岩石环境，对于高温条件下岩石可钻性的研究往往局限于理论性研究，而无法开展工程实践应用. 我国目前仅形成了针对常温条件下岩石可钻性测试与评价标准，随着深部矿产资源开采的加速，现行标准已无法满足工程建设的需要，针对深地工程中面临的高温条件下岩石可钻性问题的研究应引起重视. 高温岩石可钻性的评价与预测应综合多种手段开展，并朝着大数据、智能化、精细化的方向发展，建立起广泛的具有良好工程可操作性的岩石可钻性特征与科学评价体系，探究高温岩石宏细观特征、非线性特征对于可钻性的影响机制，同时岩石可钻性的研究意义在于能够对岩层掘进提供指导，应重点分析多场条件下刀具破碎岩石的裂纹扩展机理、刀具参数对破岩效果的影响机制以及岩渣特性-破岩效率-能耗的相关性等.

3 深部巷道硐室建造热害防治

3.1 深部巷道硐室工程建设降温技术

高温环境引起岩体物理力学特性转变的同时也会导致传统钻掘工艺、支护手段、机械设备的性能下降. 相较于浅部常温巷道硐室的建造，高温环境对支护结构的影响尤为明显，高温环境下混凝土水化反应加快，会导致混凝土内部出现假凝及钙化不均匀，进而引起混凝密实度降低，大大降低混凝土的耐久性，此外高温还会导致混凝土产生热应变，与围岩发生非协调变形，进而引起支护结构与围岩整体性的降低. 因此，“热害效应”的防治是高温岩层深部巷道硐室建造面临的重要难题，对于深部巷道工程建设需采用切实可行，经济适用的降温技术.

传统的巷道硐室热害防治技术可分为通过电力驱动热交换实现的机械式降温及通过排热、隔热实现的非机械式降温. 对于深部巷道硐室建设的非机械式降温面临着通风量不足、散热效率低下的问题，因此在深地工程的建设中机械式降温将成为主要手段. 目前常用的机械式制冷技术主要有制冷水降温、制冰降温以及空气压缩制冷等，但这些降温手段均存在着能耗大、投资高、噪声高以及对于交换出的热能无法进行高效利用的缺点. 随着我国对能源利用率、环境保护要求的提高，大量新型的降温技术开始出现，如热电冷联产技术、分离式热管制冷技术、透平膨胀制冷等，并取得了良好的实践应用效果. 在现有技术基础上将地热开采技术与热害防治相结合，在进行矿产开采的同时也对地热能实现合理利用，对低温区以矿产资源开采为主，中温区先采热后采矿，高温区则矿-热协同开采，通过热交换实现由“热害”到“热利”的转变[20]，如图4所示，已成为最具发展前景的深部地热开发技术. 该技术方案在改善作业环境的同时也可实现对地热资源的合理利用，降低矿产开采成本，提高资源的利用率，协助“双碳目标”的实现，有望提供一种全新深部巷道硐室工程建设降温的技术途径. 但同时该项技术尚处于起步阶段，目前还存在着不同地层矿-热共采布置形式不明确，热交换效率、热交换方式选取标准不清晰的问题，同时，还应对岩层长期变温条件下的力学特性开展更广泛的研究，以应对矿-热共采模式下可能存在的岩层中的非稳态温度场变化.

图4 基于开挖的增强型地热系统(EGS-E)概念[20]Fig.4 Concept of an enhanced geothermal system based on excavation [20]

3.2 巷道硐室隔热支护技术

除了采取机械式降温这一主要手段外，通过对围岩表面喷涂隔热材料对热量向巷道硐室的传递进行热隔绝也是一种重要的辅助降温手段，同时将隔热与支护相结合提出了隔热支护的概念，以求在实现巷道硐室稳定支护的同时实现热隔绝. 对于隔热支护的研究目前主要聚焦于新型隔热材料的开发以及隔热机理的研究. 隔热材料方面学者们研究了包括锅炉渣混凝土、轻集料混凝土、膨胀珍珠岩混凝土、陶粒混凝土、复合隔热材料等多种新型材料在隔热效果上的表现，这些材料均可在一定程度上实现对围岩热量传递的阻隔，但以上的掺合料均会导致混凝土内产生较多的空隙结构[21],降低混凝土强度，这就导致混凝土在高温高压环境下更易劣化损伤.

利用相变储能材料能够实现对围岩隔热的同时存储多余热能，是一种理想的深部巷道硐室隔热技术手段，传统的相变储能材料多以水作为介质，但该种介质存在着热交换效率低下的问题，同时，由于水易溶解周围环境中的微小颗粒物，长期使用时易引起换热设备的堵塞腐蚀，因而新型储能材料的应用对保障矿-热共采模式的稳定运行具有重要意义，如图5所示，油基微胶囊相变材料流体介质通过微米级颗粒在温变过程中的储-放热实现对深部当道硐室的初步降温，当换热设备开始热交换时又能够提供持续稳定的热量输出，可大大提高矿-热共采模式的适用温度范围，提高换热效率，此外该材料具有憎水性，不易溶解杂质，能够长期保障矿-热共采系统的稳定运行.

图5 相变储能材料. (a)储-放热过程; (b)微胶囊的制备[22]Fig.5 Phase-changing energy storage materials: (a) heat storage–exothermic process; (b) preparation of microcapsules [22]

如何解决隔热与强度这一对矛盾体应是新型隔热材料的研究方向,同时现有相变储能材料制作工艺繁琐，制备技术尚不成熟，对于深部巷道硐室建造中的大规模应用存在着成本过高的问题，如何利用工业废弃物研制新型相变储能材料降低生产成本，提高适用范围是未来的发展方向. 此外，对于相变储能材料的基本物理特性及其在高温环境下相变机理的研究尚有欠缺. 在隔热机理方面，学者们基于高地温巷道的导热数学模型开展了丰富的研究，探索了高温巷道围岩温度场分布特征及演化规律、巷道围岩热传导模式等关键性基础理论，但对于深部井巷硐室面临的复杂高温高压条件，这些理论还不足以指导工程实践. 现有研究多集中于稳定温度场条件下对不同隔热技术方法隔热效能的评估，对于矿-热共采模式来说，深部巷道硐室将面临长期的温变过程，应开展深部巷道硐室温度场时空变化条件下不同隔热技术性能表现的研究，给出深部巷道硐室隔热技术的优选标准.

4 深地巷道硐室围岩稳定性控制

4.1 深地工程围岩稳定性控制理论

深地工程围岩面临着高温高地应力的问题，岩石在力学特性上存在着脆-延转化现象，掘进卸荷可能会导致岩爆、大变形和蠕变等从而导致围岩失稳，因此需对深地工程围岩稳定性进行控制.针对围岩稳定性的控制已发展出了丰富的理论方法，如新奥法理论、联合支护理论（图6（a））、围岩松动圈理论（图6（b））和应力转移理论（图6（c））等，基于这些理论发展出了多样的围岩稳定性控制技术与方法，可通过对围岩的表面支护、改性、锚固、卸压、断面优化等手段实现较理想的围岩稳定性控制.

图6 围岩稳定性控制理论. (a) 联合支护理论[23]; (b) 松动圈理论[24]; (c) 应力转移理论[25]Fig.6 Surrounding rock stability control theory: (a) combined support theory [23]; (b) loose circle theory [24]; (c) stress transfer theory [25]

深部巷道硐室围岩稳定性控制应主要围绕“相互作用”与“能量转换”这两个核心命题展开，探究围岩与支护结构的相互作用以求能够寻找到适用于不同地质环境的支护手段，分析能量转换模式则希望能够找到围岩中重要的能量输出点，对支护的施工手段与工序进行改进，以期能够对支护的薄弱环节进行控制.

4.2 深部巷道应力调控技术

深地工程围岩应力控制可通过锚杆支护手段实现，并且锚杆支护现已成为深部巷道硐室支护的主要技术手段，我国已发展出了种类多样的锚杆支护体系[26]与锚杆结构[27]. 但对于深部巷道硐室的建造，锚杆支护存在着预应力过低、抗冲击能力差导致锚杆拉断、锚杆与钻孔匹配性差导致整体滑移等问题，严重影响巷道硐室的安全性. 针对上述问题，应开展适用于深部巷道硐室建造的新型锚杆的研发，抗冲击、高黏结性锚杆更适用于深部巷道硐室，同时要求锚杆在长期高温条件下不出现应力松弛.

除了单独的锚杆支护外，锚杆与钢架的联合使用可实现对巷道围岩变形的主动与被动结合承载，既能充分利用锚杆抗拉的性能又能发挥出钢架结构高承载力的优势. 常用的钢架形式有U型钢架、工字型钢支架、格栅钢支架以及混凝土钢支架等，U型钢支架往往作为可缩性支架，具有较好的整体性和稳定性，对于深部巷道硐室建设中面临的复杂条件具有良好的适用性. 锚杆-U型钢架联合支护技术能够通过搭接部位的压缩应对深部围岩的大变形，控制围岩的流变效应，显著减小巷道变形，抑制围岩塑性圈的产生. 在深部巷道工程中应用这一技术时需考虑钢架结构在高温高压以及循环动力荷载作用下可能存在的结构失稳，造成结构失稳的原因主要有连接设置不合理、钢架-围岩相互作用关系差以及结构承载力不足等原因.

针对深部巷道硐室的支护应对钢架结构进行充分的承载力验算，并在高应力区域进行结构补偿，特别是由于U型钢架结构抗测压能力较弱，在高侧压区域对U型钢架的两侧壁及底脚部位应特别关注，可通过高强材料替换、增密锚杆、施加额外支护力的方式提升抗测压能力. 矿-热共采模式下，须在围岩内部通过围岩钻孔设置多组热交换通道，而这与新兴的围岩钻孔卸压技术有较好的契合度，通过合理布局热交换通道在实现矿-热共采的同时对围岩应力进行调控具有较好的发展前景.

4.3 深部巷道硐室围岩改性控制技术

深部巷道硐室围岩改性技术主要是通过向围岩裂隙中注入浆液实现，这种技术特别适用于破碎段的围岩改性加固，以达到围岩改性控制的目的，如图7所示.

图7 注浆改性对围岩影响[28]. (a) 围岩注浆; (b) 围岩塑性区Fig.7 Effect of grouting modification on surrounding rock [28]: (a) surrounding rock grouting; (b) plastic zone of surrounding rock

目前对于浅部巷道硐室的围岩注浆改性研究已取得了丰富且卓有成效的研究成果，对注浆时间、注浆工艺、注浆材料、不同地质条件下的注浆方法选取给出了详尽的选取原则，但对于高温岩层中巷道硐室围岩注浆改性的研究尚不充分. 高压劈裂注浆具有较高的注浆压力，可有效应对深部地层高地应力、高水压的工程条件，是一种较适用于深部巷道硐室建造工程的围岩注浆改性方法，但高压劈裂注浆加固理论与技术发展相对较落后，未形成成熟有效的工程方法，特别是高压劈裂注浆起裂与渗透规律、高压劈裂注浆对围岩的改性机理尚缺乏深入研究.

常用的注浆材料包括水泥基材料、化学类材料以及水泥-化学复合类材料，这些注浆材料在高温环境下均存在不同的性能劣化现象，如常见的水泥浆液会出现流动性下降、扩散阻力增加、渗透距离减小的问题，同时高温也会降低注浆液与岩体节理面的黏结作用，无法有效发挥注浆改性的效果. 因此，对于深部高温环境下的注浆改性来说，注浆液的性能就显得尤为重要，除了需满足基础的流动性、可注性、固化后强度、抗老化、抗渗透要求，对于矿-热共采模式下的围岩改性材料还需满足长期温变条件下性能不退化的要求. 注浆材料若能作为良好的热导体辅助实现热量向换热池聚集，则可进一步提升矿-热共采模式的资源利用率，可开展定向导热碳材料、定向导热高纤维材料等新型材料在围岩改性控制中的应用研究，这些材料在传统行业中已有广泛的应用，但这些材料往往需要人工控制导热方向，对于围岩注浆改性如何实现在钻孔、围岩裂隙中等狭小区域的自动定向排布应是首要解决的技术难题.

此外，注浆质量检测是保障围岩改性效果的重要措施，对于深部高温岩层中的巷道硐室建设首推无损检测方法，特别是近些年来兴起的探地雷达探测方法，利用不同介质之间的介电常数差异实现对目标体的探测[29]，并可通过合适的数据反演技术重现目标体的几何构造，具有连续检测、操作便捷、成本低的优势. 对于矿-热共采模式下的围岩改性质量可通过在注浆前探测判断的围岩裂隙分布情况，指导划定重点注浆区域，并辅助选定围岩完整度高、含水率低的岩层作为换热管道及换热池的部署位置，保证相关结构的稳定性，在注浆后则可再次进行探测并与注浆前进行对比，进而对注浆效果进行评价，同时由于矿-热共采模式需在围岩内布置大量人造构筑物，这势必会对检测的准确性造成干扰，如何通过数据处理手段消除这些干扰因素的影响值得深入研究. 基于大数据学习方法对探地雷达检测图像进行智能判读已有良好的应用，对于矿-热共采模式下的应用则尚为空白，可通过室内模型试验探索不同工况下的检测效果，初步建立数据识别数据库，为工程实际应用做好准备.

5 结论与展望

随着我国对深部矿产资源开采的加速，深部巷道硐室的建造面临诸多新的挑战与技术难题，矿-热共采作为一种新型的深部矿产开采模式，可有效提高我国对深部矿产资源的开发利用效率，但这也对深部巷道硐室的建造提出了新要求. 针对矿-热共采模式下建造深部巷道硐室所面临的高温、高地应力特点，基于对现有基础理论、热害防治技术、围岩稳定性控制技术的广泛调研和分析评述，本文得出以下结论：

（1）高温环境下深部巷道硐室建设的基础理论研究尚有不足. 针对高温条件下岩石物理力学特性的研究应考虑实际工程中可能出现的围岩降温的影响，应能为巷道硐室如何选定降温方式、降温速率而不对围岩造成新的损伤破坏提供指导；目前的技术手段无法全面有效地模拟真实的深部岩石环境，针对深部岩石可钻性的研究往往只停留在理论性研究阶段，新的试验设备的研发迫在眉睫；现行的岩石可钻性评价标准已不再适用深部巷道硐室的建造，应形成新的评价体系.

（2）传统的降温技术在深部巷道硐室的建造中面临着散热效率低下、能耗高等问题，随着我国对能源利用率、环境保护要求的提高，将“热害”转化为“热利”将是未来深部巷道硐室降温的发展趋势，新兴的矿-热协同共采技术具有良好的发展前景，但该技术在我国的研究尚处于起步阶段，应对该项技术开展广泛的理论性研究，并进行小规模的工程适用性验证.

（3）对于深部巷道围岩的稳定性控制应开展进一步的研究. 传统的巷道硐室支护方式通过锚杆、钢架、混凝土等结构组成，但在深部岩层中，面对高温、高地应力的复杂条件，传统的支护方式已不满足工程需求，应开展新型支护结构、新型注浆改性技术和新型支护材料的研究.

随着深部矿产资源开采的加速，发展新的适用于矿-热协同开采模式的巷道硐室建造技术应引起重视. 除了针对深部岩层高温、高地应力发展新的井巷建设降温技术、围岩稳定性控制技术之外，还需做好深部矿产资源开采战略的顶层设计，坚持以国家重大需求为导向，集中优势科研层和应用层的高度合作，强化基础研发投入、工程创新决策、科研组织和成果应用的主体作用，同时也要做好深部矿产资源产业信息化的建设，促进基础理论、技术、装备和工艺的迭代更新，加快各研究机构或企业之间能量、物质和信息的良性交换，推动核心技术和重大技术的突破，培养一批深部巷道硐室建造工程领域的专业人才. 未来矿-热共采模式下深部巷道硐室的建造应朝着机械化、智能化、无人化的模式发展，广泛应用大数据技术，对深部巷道硐室的建造过程进行全方位感知，依据地质精细探测选定围岩稳定性控制技术，进而优选巷道硐室掘进装备与技术，并能对巷道硐室进行全寿命风险监控.