預(yù)防煤礦瓦斯動(dòng)力災(zāi)害的基礎(chǔ)研究
預(yù)防煤礦瓦斯動(dòng)力災(zāi)害的基礎(chǔ)研究
首席科學(xué)家: 胡千庭 煤炭科學(xué)研究總院重慶分院
起止年限:2005.12至2010.11
依托部門:煤炭科學(xué)研究總院
一,研究?jī)?nèi)容
我國(guó)煤層賦存條件復(fù)雜多變,重大瓦斯動(dòng)力災(zāi)害(瓦斯煤塵爆炸,煤與瓦斯突出等)事故時(shí)有發(fā)生.特別是近十多年來(lái),開采深度的加大使得生產(chǎn)條件更趨復(fù)雜,安全保障能力已經(jīng)成為影響集約化開采技術(shù)推廣的關(guān)鍵,原有安全技術(shù)及理論基礎(chǔ)已難以適應(yīng)當(dāng)前煤礦安全高效生產(chǎn)的迫切需求,導(dǎo)致煤礦企業(yè)重特大事故居高不下.當(dāng)前,制約我國(guó)煤礦瓦斯動(dòng)力災(zāi)害防治技術(shù)進(jìn)步的關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題有:
(1)煤礦瓦斯災(zāi)害的地質(zhì)構(gòu)造作用機(jī)理
包括礦區(qū),礦井多尺度構(gòu)造和地應(yīng)力場(chǎng),流體運(yùn)動(dòng)場(chǎng)耦合條件下的瓦斯地質(zhì)構(gòu)造特征,瓦斯災(zāi)害危險(xiǎn)區(qū)域分布的構(gòu)造控制作用,是煤礦瓦斯動(dòng)力災(zāi)害預(yù)防的地質(zhì)理論基礎(chǔ).
(2)采動(dòng)裂隙場(chǎng)時(shí)空演化與瓦斯流動(dòng)場(chǎng)耦合效應(yīng)
包括采動(dòng)應(yīng)力場(chǎng)及煤巖體裂隙動(dòng)態(tài)時(shí)空演化及分布規(guī)律,采動(dòng)過(guò)程中煤層瓦斯解吸及滲流規(guī)律,采動(dòng)裂隙場(chǎng)與瓦斯流動(dòng)場(chǎng)耦合作用規(guī)律,是預(yù)測(cè)采動(dòng)影響條件下的瓦斯流動(dòng)和高效抽采瓦斯的理論基礎(chǔ).
(3)煤礦瓦斯動(dòng)力災(zāi)害演化機(jī)制及地球物理響應(yīng)
包括含瓦斯煤巖的物理力學(xué)特性及本構(gòu)關(guān)系,煤礦井下采動(dòng)及鉆孔過(guò)程中地應(yīng)力,瓦斯與煤巖體之間相互耦合的煤巖動(dòng)力災(zāi)害演化機(jī)制,采動(dòng)影響下煤巖體的地球物理響應(yīng),建立基于多場(chǎng)耦合的煤巖瓦斯動(dòng)力災(zāi)害多信息融合判識(shí)模型,是煤巖瓦斯動(dòng)力災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警及預(yù)防的理論基礎(chǔ).
(4)瓦斯煤塵爆炸動(dòng)力學(xué)演化機(jī)制
包括巷道網(wǎng)絡(luò)空間瓦斯與多種礦井氣體成分共存,煤塵參與條件下的爆炸動(dòng)力學(xué)和化學(xué)演化特性,傳播規(guī)律及控制技術(shù)基礎(chǔ),是開發(fā)預(yù)防控制瓦斯煤塵爆炸新技術(shù)的基礎(chǔ).
基于我國(guó)煤炭安全開采過(guò)程中所面臨的上述重大基礎(chǔ)理論問(wèn)題,本項(xiàng)目擬以煤炭開采過(guò)程中瓦斯運(yùn)移及災(zāi)變的動(dòng)力學(xué)機(jī)制為研究主線,以瓦斯災(zāi)害機(jī)理及預(yù)防基礎(chǔ)為研究重點(diǎn),開展以下研究:
(1)煤礦瓦斯災(zāi)害的地質(zhì)構(gòu)造作用機(jī)理
①構(gòu)造控制瓦斯分布的作用機(jī)理及規(guī)律.研究典型地質(zhì)構(gòu)造條件下以及多種構(gòu)造耦合條件下煤層動(dòng)力學(xué)原理與煤層瓦斯富集規(guī)律,煤層瓦斯富集過(guò)程中的吸附-解吸-擴(kuò)散-滲流的動(dòng)態(tài)演化過(guò)程.
②構(gòu)造煤的成因和分布規(guī)律.研究不同應(yīng)力-應(yīng)變環(huán)境下,不同類型構(gòu)造煤的形成機(jī)制及其與構(gòu)造的耦合機(jī)理,系統(tǒng)分析不同類型構(gòu)造煤的區(qū)域和層域分布規(guī)律,揭示構(gòu)造動(dòng)力學(xué)控制構(gòu)造煤分布和構(gòu)造煤結(jié)構(gòu)的內(nèi)在機(jī)理,確定我國(guó)主要煤層構(gòu)造煤形成的構(gòu)造環(huán)境條件及其主要控制因素,建立構(gòu)造煤發(fā)育與瓦斯突出的地質(zhì)構(gòu)造控制理論.
③構(gòu)造對(duì)煤與瓦斯突出等動(dòng)力災(zāi)害危險(xiǎn)區(qū)域的控制作用.研究構(gòu)造煤的"宏觀-微觀"多尺度裂隙和孔隙系統(tǒng)特征及其與構(gòu)造演化過(guò)程與程度的關(guān)系,研究復(fù)雜環(huán)境條件下含瓦斯構(gòu)造煤的吸附-解吸動(dòng)力學(xué)過(guò)程及其與瓦斯突出災(zāi)害的關(guān)系,提出煤與瓦斯突出構(gòu)造控制作用機(jī)理與規(guī)律,建立煤礦煤與瓦斯突出危險(xiǎn)區(qū)域分布的瓦斯地質(zhì)理論與方法.
④含瓦斯煤巖體的三維地震波響應(yīng)特征.研究含有不同瓦斯量,不同構(gòu)造和構(gòu)造煤的三維地震波吸收,反射和傳播特征,三維地震波的濾波以及三維三分量辨識(shí),建立構(gòu)造煤和瓦斯富集區(qū)以及煤與瓦斯突出危險(xiǎn)區(qū)辨識(shí)的三維地震探測(cè)方法.
(2)采動(dòng)裂隙場(chǎng)時(shí)空演化與瓦斯流動(dòng)場(chǎng)耦合效應(yīng)
① 采動(dòng)條件下裂隙場(chǎng)形成機(jī)制及分布特征.研究采動(dòng)條件下煤巖層的垮落與破壞機(jī)制及煤巖體裂隙時(shí)空演化與分布規(guī)律,建立煤巖層垮落,裂隙,變形與相關(guān)參數(shù)的關(guān)系,闡明裂隙發(fā)育與分布特征.
② 采動(dòng)裂隙場(chǎng)條件下的瓦斯流動(dòng)規(guī)律.研究采動(dòng)裂隙場(chǎng)對(duì)瓦斯流動(dòng)的作用機(jī)制,瓦斯在采動(dòng)煤巖體裂隙場(chǎng)中的流動(dòng)規(guī)律,得出瓦斯流動(dòng)與煤巖體裂隙耦合的時(shí)空演化及分布規(guī)律,建立采動(dòng)煤巖體裂隙中瓦斯流動(dòng)理論與數(shù)值計(jì)算方法.
③采空冒落區(qū)瓦斯運(yùn)移規(guī)律.研究采空冒落區(qū)空間瓦斯流動(dòng)的特點(diǎn)及規(guī)律,采煤工作面邊界條件對(duì)采空冒落區(qū)內(nèi)瓦斯流動(dòng)的作用,采空冒落區(qū)不同部位外加流動(dòng)場(chǎng)條件下的瓦斯流動(dòng)規(guī)律.
(3)煤礦瓦斯動(dòng)力災(zāi)害演化機(jī)制及地球物理響應(yīng)規(guī)律
①含瓦斯煤體物理力學(xué)特性及本構(gòu)關(guān)系.研究含瓦斯煤巖體的損傷作用機(jī)理,含瓦斯煤巖體滲透特性的應(yīng)力響應(yīng)規(guī)律,瓦斯對(duì)煤巖流變-突變規(guī)律及其本構(gòu)關(guān)系,含瓦斯煤體峰后滲透性及失穩(wěn)破壞條件,建立含瓦斯煤體動(dòng)力學(xué)失穩(wěn)判據(jù);研究含瓦斯煤巖力學(xué)特性的尺度效應(yīng),外加物理場(chǎng)對(duì)含瓦斯煤體吸附,解吸特性的作用機(jī)制.
② 煤巖瓦斯動(dòng)力災(zāi)害的動(dòng)力學(xué)演化機(jī)理.研究煤與瓦斯突出機(jī)理及其發(fā)生發(fā)展過(guò)程中各參數(shù)之間的相互關(guān)系,瓦斯,煤體,應(yīng)力之間的耦合作用,煤與瓦斯突出煤巖與瓦斯流在采掘空間的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,動(dòng)力效應(yīng)及其向瓦斯煤塵爆炸等災(zāi)害的轉(zhuǎn)化條件; 研究采動(dòng)影響下沖擊地壓形成的條件,機(jī)制及影響因素.
③ 煤巖動(dòng)力災(zāi)害演化過(guò)程的地球物理響應(yīng)規(guī)律.
研究并揭示煤巖破裂過(guò)程及煤巖動(dòng)力災(zāi)害過(guò)程的地球物理場(chǎng)(電磁輻射,聲發(fā)射,煤巖物理參數(shù)等)響應(yīng)特征,規(guī)律及機(jī)理,建立煤巖破裂前兆信息的數(shù)學(xué)物理模型以及煤巖瓦斯動(dòng)力災(zāi)害多信息辨識(shí)準(zhǔn)則,為實(shí)現(xiàn)煤巖動(dòng)力災(zāi)害監(jiān)測(cè)及預(yù)警奠定理論基礎(chǔ):
(4)瓦斯煤塵爆炸動(dòng)力學(xué)演化機(jī)制
① 瓦斯煤塵爆炸條件參數(shù)的耦合量化關(guān)系.研究點(diǎn)火能量與環(huán)境條件(壓力,溫度,風(fēng)流等),氣體和氣固成分之間的耦合效應(yīng),建立耦合量化關(guān)系.
② 瓦斯燃燒,爆燃,爆轟各階段的特征及轉(zhuǎn)化條件.研究瓦斯爆炸與火災(zāi)行為相互轉(zhuǎn)化機(jī)制,揭示燃燒,爆燃,爆轟各階段的演化規(guī)律和動(dòng)力學(xué)特征,建立相互轉(zhuǎn)化的條件.
③ 巷道網(wǎng)絡(luò)條件下瓦斯煤塵爆炸傳播機(jī)制.研究巷道網(wǎng)絡(luò)條件下(具有煤礦井下實(shí)際巷道尺度,壁面粗糙度,彎道和變坡,瓦斯分布特征的巷道網(wǎng))瓦斯爆炸火焰和爆炸波的傳播規(guī)律,瓦斯爆炸過(guò)程中熱動(dòng)力學(xué)特征,中間瞬態(tài)產(chǎn)物變化規(guī)律及其對(duì)爆炸傳播的作用機(jī)理;研究瓦斯(煤塵)爆炸傳播過(guò)程的尺度效應(yīng),建立尺度效應(yīng)對(duì)爆炸傳播參數(shù)影響的關(guān)系.為模擬分析煤礦井下瓦斯煤塵爆炸奠定基礎(chǔ).
二,預(yù)期目標(biāo)
1. 總體目標(biāo)
通過(guò)本項(xiàng)目的研究,對(duì)煤與瓦斯突出發(fā)生與致災(zāi)機(jī)理以及瓦斯煤塵爆炸發(fā)生,傳播機(jī)制由定性描述逐步向定量描述轉(zhuǎn)化,解決煤礦瓦斯災(zāi)害防治中的相關(guān)科學(xué)問(wèn)題,建立有效預(yù)防煤礦瓦斯災(zāi)害事故的基礎(chǔ)理論體系,為開發(fā)煤礦瓦斯災(zāi)害預(yù)防技術(shù),建立煤礦瓦斯災(zāi)害有效預(yù)警預(yù)防機(jī)制,確保有效控制一次死亡10人以上特大瓦斯事故奠定基礎(chǔ).
2. 五年預(yù)期目標(biāo)
五年的預(yù)期目標(biāo)是:在礦區(qū)地質(zhì)構(gòu)造控制突出危險(xiǎn)區(qū)分布的演化及預(yù)測(cè)探測(cè)理論,含瓦斯煤的物理力學(xué)定量化描述及本構(gòu)關(guān)系,大空間快速推采條件下裂隙場(chǎng)演化及分布規(guī)律以及裂隙和采空冒落空間范圍的瓦斯流動(dòng)理論,煤與瓦斯突出演化機(jī)制及定量化描述機(jī)理,突出瓦斯煤流運(yùn)動(dòng)規(guī)律及動(dòng)力效應(yīng)理論,沖擊地壓發(fā)生條件及控制基礎(chǔ),瓦斯煤塵爆炸點(diǎn)火能量與環(huán)境條件和氣固成分耦合關(guān)系,巷道網(wǎng)絡(luò)受限空間條件下瓦斯爆炸火焰,壓力和溫度傳播機(jī)制及試驗(yàn)設(shè)施尺度效應(yīng),采動(dòng)和構(gòu)造條件下聲發(fā)射與電磁輻射,物理參數(shù)變化規(guī)律的前兆信息監(jiān)測(cè)基礎(chǔ)等方面取得突破,與已有研究成果一起初步形成預(yù)防瓦斯動(dòng)力災(zāi)害的基礎(chǔ)理論體系,并與已有科技攻關(guān)成果和"十一五"科技攻關(guān)項(xiàng)目配合,形成一套適合我國(guó)煤層條件下的有效預(yù)防瓦斯災(zāi)害技術(shù),達(dá)到有效控制重大瓦斯災(zāi)害的目的.具體考核指標(biāo)為:
(1)建立我國(guó)煤礦瓦斯地質(zhì)區(qū)域分布及采動(dòng)影響區(qū)瓦斯流動(dòng)場(chǎng)理論,高瓦斯低滲透性煤層高效抽采瓦斯的基礎(chǔ)理論,煤與瓦斯突出,瓦斯(煤塵)爆炸發(fā)生,致災(zāi)機(jī)理及控制理論;
(2)構(gòu)建預(yù)防煤礦瓦斯動(dòng)力災(zāi)害的基礎(chǔ)理論體系,并在關(guān)鍵理論與技術(shù)基礎(chǔ)方面實(shí)現(xiàn)重大突破,為建立我國(guó)煤礦瓦斯災(zāi)害預(yù)測(cè)與防治技術(shù)體系提供有效的理論支撐;
(3)過(guò)對(duì)原生狀態(tài),采動(dòng)影響,采掘過(guò)程或地質(zhì)構(gòu)造影響的煤巖體電磁輻射,聲發(fā)射,物性參數(shù)等特征,傳播規(guī)律,濾噪理論,煤巖動(dòng)力災(zāi)害前兆信息特征規(guī)律以及外加電磁波,彈性波信號(hào)在采掘空間周圍全空間條件下煤巖體中的傳播規(guī)律,衰減特征等的深入研究,推動(dòng)電磁輻射,聲發(fā)射預(yù)測(cè)煤與瓦斯突出技術(shù)達(dá)到實(shí)用化階段,突出易發(fā)區(qū)探測(cè)精度提高50%.
(4)在國(guó)內(nèi)外核心刊物上發(fā)表120篇以上高質(zhì)量科學(xué)論文,出版學(xué)術(shù)著作6～9部,形成一支在國(guó)際上有影響的煤礦安全領(lǐng)域?qū)W術(shù)團(tuán)隊(duì).
三,研究方案
1. 總體思路
本項(xiàng)目立足于中國(guó)煤礦采動(dòng)誘發(fā)的瓦斯動(dòng)力災(zāi)害復(fù)雜多變的特點(diǎn),堅(jiān)持前瞻性,強(qiáng)調(diào)基礎(chǔ)性,突出創(chuàng)新性,體現(xiàn)代表性,堅(jiān)持交叉性,依托互補(bǔ)性的原則,以煤炭開采過(guò)程中瓦斯運(yùn)移及災(zāi)變的動(dòng)力學(xué)機(jī)制為研究主線,以瓦斯致災(zāi)機(jī)理及預(yù)防基礎(chǔ)為研究重點(diǎn),研究"四個(gè)特性"(含瓦斯煤巖體物理力學(xué)特性,煤礦瓦斯地質(zhì)區(qū)域動(dòng)力學(xué)特性,點(diǎn)火能量與環(huán)境條件及氣固成分特性,瓦斯煤塵爆炸熱動(dòng)力學(xué)特性),建立"三個(gè)動(dòng)態(tài)演化機(jī)制"(采動(dòng)裂隙場(chǎng),煤巖瓦斯動(dòng)力災(zāi)害,瓦斯(煤塵)爆炸),構(gòu)建"三個(gè)動(dòng)力效應(yīng)理論"(瓦斯流動(dòng),煤巖瓦斯動(dòng)力災(zāi)害和瓦斯煤塵爆炸動(dòng)力效應(yīng)理論),形成"一個(gè)預(yù)防瓦斯災(zāi)害基礎(chǔ)理論體系"(煤礦瓦斯災(zāi)害預(yù)警及控制的基礎(chǔ)理論體系).突破復(fù)雜地質(zhì),多變賦存條件和高強(qiáng)度大空間采礦方法條件下采動(dòng)誘發(fā)的重大瓦斯災(zāi)害預(yù)防和控制的"四個(gè)"關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題,奠定預(yù)防瓦斯災(zāi)害及抗災(zāi)能力建設(shè)評(píng)估基礎(chǔ),有效地帶動(dòng)本領(lǐng)域的技術(shù)創(chuàng)新.
2. 技術(shù)路線
(1)針對(duì)我國(guó)煤礦瓦斯災(zāi)害典型特征,利用關(guān)聯(lián)的科技攻關(guān)項(xiàng)目,科技行動(dòng)專項(xiàng)機(jī)遇和成果測(cè)定并收集有關(guān)現(xiàn)場(chǎng)資料,采集實(shí)驗(yàn)樣品和氣體成分.收集并補(bǔ)充測(cè)定小構(gòu)造及其附近的構(gòu)造煤,瓦斯賦存參數(shù),物理力學(xué)參數(shù),構(gòu)造參數(shù),突出危險(xiǎn)性參數(shù)等;收集并補(bǔ)充測(cè)定現(xiàn)場(chǎng)含瓦斯煤巖體物理力學(xué)參數(shù),瓦斯參數(shù),相對(duì)應(yīng)力參數(shù),利用鉆孔電視觀測(cè)裂隙演化及分布規(guī)律;利用傳感器和監(jiān)測(cè)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)不同尺度采掘空間和采掘推進(jìn)速度條件下的瓦斯參數(shù),相對(duì)地應(yīng)力參數(shù),煤巖體變形和位移參數(shù),聲發(fā)射和電磁輻射參數(shù)等,利用束管系統(tǒng)測(cè)定裂隙場(chǎng)瓦斯流動(dòng)規(guī)律,并采取相關(guān)樣品作為模擬試驗(yàn)材料.
(2)建立和完善有關(guān)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),開展實(shí)驗(yàn)研究工作.建立構(gòu)造模擬,采場(chǎng)裂隙模擬,煤與瓦斯突出模擬,采動(dòng)煤巖物理力學(xué)參數(shù)模擬,瓦斯流動(dòng)模擬等實(shí)驗(yàn)室,完善瓦斯煤塵爆炸巷道和管網(wǎng)試驗(yàn)系統(tǒng)及快速溫度,壓力,高速攝影,紋影等測(cè)試系統(tǒng),熱動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)等.(3)采用地質(zhì)構(gòu)造動(dòng)力學(xué),巖體力學(xué),流體動(dòng)力學(xué),氣固兩相運(yùn)動(dòng)學(xué),爆炸動(dòng)力學(xué),工程熱力學(xué)和物理化學(xué)等多學(xué)科交叉知識(shí)進(jìn)行理論分析和數(shù)值模擬試驗(yàn),結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)和實(shí)驗(yàn)室模擬數(shù)據(jù),建立和完善有關(guān)數(shù)學(xué)力學(xué)模型.
(4)分析相關(guān)研究的成果,并通過(guò)廣泛的學(xué)術(shù)交流,密切的協(xié)作配合,建立和完善煤礦瓦斯動(dòng)力災(zāi)害防治的有關(guān)理論體系及災(zāi)害防治技術(shù)基礎(chǔ).
(5)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)結(jié)果和瓦斯災(zāi)害事故案例,對(duì)研究成果進(jìn)行驗(yàn)證和修改完善.
3. 可行性分析
針對(duì)我國(guó)煤層及瓦斯賦存特點(diǎn),本項(xiàng)目研究人員對(duì)相關(guān)研究?jī)?nèi)容已經(jīng)進(jìn)行了長(zhǎng)期的研究,取得了一系列研究成果:
已在全國(guó)范圍開展了大規(guī)模的瓦斯地質(zhì)調(diào)查和瓦斯地質(zhì)編圖工作,查明了煤礦瓦斯災(zāi)害分布的主要控制因素.得到了不同尺度的構(gòu)造通過(guò)對(duì)煤層瓦斯賦存和構(gòu)造軟煤的發(fā)育控制來(lái)控制瓦斯突出的分布等定性結(jié)論.形成了一套較為完善的礦井構(gòu)造定量預(yù)測(cè)與評(píng)價(jià)的理論與方法,獲得了高分辨率,高信噪比,高密度三維數(shù)據(jù)體,落差H≥5的小斷層定位誤差小于10m,能夠分辨區(qū)內(nèi)幅度大于5m的褶曲.
在實(shí)驗(yàn)室測(cè)定過(guò)含瓦斯煤的硬度,體積和強(qiáng)度性質(zhì)的變化以及含瓦斯煤的變形特性,得出煤體吸附瓦斯后會(huì)發(fā)生膨脹變形和流變的結(jié)論,并對(duì)流變的機(jī)理和規(guī)律以及判定準(zhǔn)則進(jìn)行過(guò)研究;通過(guò)試驗(yàn)對(duì)瓦斯孔隙壓力,圍巖與煤的滲透率之間的關(guān)系以及含瓦斯煤的力學(xué)性質(zhì)進(jìn)行了研究,建立了煤層瓦斯流動(dòng)理論及滲流控制方程;對(duì)采動(dòng)引起的巖層移動(dòng)與地表沉陷規(guī)律以及裂隙發(fā)育規(guī)律進(jìn)行了研究; 從煤體的蠕變特性出發(fā)研究了突出過(guò)程,提出了煤與瓦斯突出的流變假說(shuō),從能量守衡原理出發(fā)提出了煤與瓦斯突出發(fā)生的力學(xué)條件;對(duì)煤礦深部開采中的沖擊地壓,巖爆等煤礦動(dòng)力災(zāi)害進(jìn)行過(guò)理論與數(shù)值模擬研究.
對(duì)瓦斯煤塵爆炸的著火機(jī)理及動(dòng)態(tài)響應(yīng)特征進(jìn)行了管道(巷道)的實(shí)驗(yàn)研究,取得了一系列研究成果;對(duì)瓦斯爆炸過(guò)程中火焰?zhèn)鞑ヒ?guī)律及其加速機(jī)理,湍流的誘導(dǎo)及對(duì)瓦斯爆炸火焰?zhèn)鞑サ淖饔玫冗M(jìn)行了研究.
利用統(tǒng)計(jì)損傷模型建立了聲發(fā)射數(shù)和巖石微元損傷統(tǒng)計(jì)分布之間的定量關(guān)系,利用聲發(fā)射技術(shù)進(jìn)行了煤與瓦斯突出預(yù)測(cè)的應(yīng)用研究,并取得了初步應(yīng)用效果.對(duì)煤在變形破裂過(guò)程中電磁輻射規(guī)律,孔隙氣體影響電磁輻射的產(chǎn)生等進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)室和現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)研究,對(duì)巖石破壞電磁輻射機(jī)制進(jìn)行了探討.
國(guó)內(nèi)外其他研究人員也對(duì)相關(guān)問(wèn)題進(jìn)行了系列化研究,形成了一系列研究成果.這些都為本項(xiàng)目的研究奠定了基礎(chǔ).因此,本項(xiàng)目的研究具有扎實(shí)的研究基礎(chǔ).
項(xiàng)目主要承擔(dān)單位擁有國(guó)際一流的研究手段,基本具備瓦斯基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)室,火災(zāi)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)室,煤與瓦斯突出基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)室,亞太地區(qū)最大的瓦斯煤塵爆炸試驗(yàn)巷道及試驗(yàn)管道系統(tǒng),粉塵通風(fēng)火災(zāi)試驗(yàn)巷道,摩擦火花實(shí)驗(yàn)室,采場(chǎng)瓦斯運(yùn)移模擬試驗(yàn)臺(tái);有專門的巖石力學(xué)和材料實(shí)驗(yàn)室,相似材料模型實(shí)驗(yàn)室.擁有各種材料試驗(yàn)機(jī),巖石物理力學(xué)性質(zhì)測(cè)定裝置,采煤工作面和巷道相似模型試驗(yàn)臺(tái),動(dòng)態(tài)多功能巖層控制實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),電液伺服巖石力學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)和先進(jìn)的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng),巖石力學(xué)三維數(shù)值模擬商業(yè)軟件系統(tǒng),采礦工程中圍巖力學(xué)行為的數(shù)值模擬系統(tǒng)和平面加載煤層開采應(yīng)力應(yīng)變模擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),能夠完成各種巖石物理力學(xué)性質(zhì)測(cè)試,井下支護(hù)材料性能測(cè)試,各類工作面和巷道圍巖變形,破壞和頂板冒落的模擬;具有較為完備的動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集分析系統(tǒng),瞬態(tài)光譜分析儀,熱成像儀,鉆孔地質(zhì)雷達(dá),WKT-E無(wú)線電波透視系統(tǒng),A-ER聲電動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng),傅立葉紅外氣體分析儀,PHOENICS商業(yè)軟件系統(tǒng)和有關(guān)參數(shù)測(cè)定儀器.這些試驗(yàn)手段為本項(xiàng)目的研究提供了堅(jiān)實(shí)的物質(zhì)基礎(chǔ).
項(xiàng)目申請(qǐng)者從事礦井重大瓦斯動(dòng)力災(zāi)害相關(guān)研究工作已有20余年歷史,先后主持承擔(dān)20多項(xiàng)有關(guān)礦井瓦斯賦存,瓦斯地質(zhì)動(dòng)力學(xué)特征,煤與瓦斯突出,瓦斯爆炸,沖擊地壓等方面的國(guó)家自然科學(xué)基金,國(guó)家科技攻關(guān),重大產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目等,并且參與了十幾起煤礦重大瓦斯動(dòng)力災(zāi)害事故(如2003年淮北蘆嶺煤礦"5.13"瓦斯爆炸事故,陜西銅川陳家山"11.28"瓦斯爆炸事故)的調(diào)查和處理工作,對(duì)煤礦重大動(dòng)力災(zāi)害事故具有深入的了解,具有很強(qiáng)的組織工作能力.項(xiàng)目組成員有專門從事煤礦瓦斯災(zāi)害預(yù)測(cè)預(yù)防基礎(chǔ)研究的科研人員,還有從事力學(xué),流體動(dòng)力學(xué),燃燒爆炸學(xué),地質(zhì)學(xué),采礦學(xué)等方面的研究人員.這些人員都是相關(guān)方面的杰出研究人員,具有豐富的科研實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和扎實(shí)的理論基礎(chǔ).因此,項(xiàng)目具備了一支強(qiáng)有力的專門研究隊(duì)伍.
針對(duì)目前煤礦重大災(zāi)害防治中存在的主要問(wèn)題,以煤層瓦斯運(yùn)移動(dòng)力學(xué)機(jī)制為研究主線,突出我國(guó)煤礦采動(dòng)誘發(fā)的重大瓦斯事故機(jī)理為研究重點(diǎn),來(lái)構(gòu)建煤礦安全生產(chǎn)的理論體系,研究含瓦斯煤巖體物理力學(xué)特性和煤礦瓦斯地質(zhì)區(qū)域動(dòng)力特性,開展煤礦瓦斯動(dòng)力災(zāi)害和瓦斯(煤塵)爆炸兩項(xiàng)重大事故機(jī)理研究,形成煤礦重大瓦斯動(dòng)力災(zāi)害預(yù)警及控制技術(shù)基礎(chǔ).
通過(guò)應(yīng)用基礎(chǔ)理論,數(shù)值模擬和實(shí)驗(yàn)研究,得出煤礦重大瓦斯動(dòng)力災(zāi)害預(yù)警及控制技術(shù)基礎(chǔ),然后進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證并對(duì)研究成果進(jìn)行驗(yàn)證與修正,指導(dǎo)實(shí)踐.項(xiàng)目研究思路清晰,技術(shù)路線可操作性強(qiáng).
項(xiàng)目采用現(xiàn)代高新技術(shù)的原理和實(shí)驗(yàn)手段,以及多學(xué)科交叉的集成攻關(guān)來(lái)進(jìn)行煤礦重大動(dòng)力災(zāi)害防治的應(yīng)用基礎(chǔ)研究,并以國(guó)家科技攻關(guān),科技行動(dòng)專項(xiàng)為依托,較傳統(tǒng)理論與技術(shù)研究方法有突破,具有可行性.
4. 創(chuàng)新點(diǎn)與特色
本項(xiàng)目與國(guó)內(nèi)外以往研究相比,具有鮮明的特點(diǎn),具體表現(xiàn)在:
(1)研究對(duì)象的特色:針對(duì)目前世界上最復(fù)雜多變煤層及瓦斯賦存條件的我國(guó)煤礦生產(chǎn)條件研究構(gòu)造控制瓦斯和構(gòu)造煤的分布,并利用高分辨三維地震勘探辦法研究對(duì)構(gòu)造煤和瓦斯富集區(qū)的波形特征;針對(duì)世界上大空間快速推進(jìn)的我國(guó)特有開采方式(大采高,放頂煤開采),研究煤巖變形,破壞特征及裂隙演化機(jī)制;針對(duì)世界上煤與瓦斯突出和瓦斯煤塵爆炸最嚴(yán)重的我國(guó)煤礦特點(diǎn)研究災(zāi)害演變規(guī)律和災(zāi)變效應(yīng);這些研究成果全部具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán);
(2)研究?jī)?nèi)容的特色:在國(guó)內(nèi)外組織一支優(yōu)秀科技隊(duì)伍專門研究預(yù)防煤礦瓦斯災(zāi)害基礎(chǔ)是第一次,研究?jī)?nèi)容由定性向定量化轉(zhuǎn)化,包含的廣度和深度也是第一次;
(3)研究手段和關(guān)聯(lián)行動(dòng)的特色:集中各相關(guān)研究單位的設(shè)施優(yōu)勢(shì)共同研究預(yù)防瓦斯災(zāi)害的基礎(chǔ),而且這些單位大部分是本領(lǐng)域國(guó)家科技攻關(guān)項(xiàng)目以及科技部"煤礦安全生產(chǎn)科技行動(dòng)專項(xiàng)"的執(zhí)行單位,基礎(chǔ)研究與技術(shù)研究同步.
本項(xiàng)目的創(chuàng)新點(diǎn):
(1)研究思路的創(chuàng)新.針對(duì)我國(guó)煤層復(fù)雜的地質(zhì)構(gòu)造,多變的瓦斯賦存特點(diǎn),高強(qiáng)度大空間的開采方法誘發(fā)的煤巖瓦斯動(dòng)力災(zāi)害和瓦斯煤塵爆炸,開展兩類重大災(zāi)害的演化規(guī)律,致災(zāi)機(jī)理以及預(yù)測(cè)預(yù)防基礎(chǔ)研究,提出了"研究四個(gè)特性-建立三個(gè)演化機(jī)制-構(gòu)建三個(gè)效應(yīng)理論-形成一個(gè)理論體系-突破四個(gè)關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題-奠定預(yù)防瓦斯災(zāi)害及抗災(zāi)能力建設(shè)評(píng)估基礎(chǔ)的學(xué)術(shù)思路,在煤礦重大瓦斯災(zāi)害研究中將宏觀動(dòng)力學(xué)機(jī)制與微觀動(dòng)力學(xué)機(jī)制的分析融為一體,為以知識(shí)創(chuàng)新帶動(dòng)技術(shù)創(chuàng)新奠定了重要基礎(chǔ).
(2)實(shí)驗(yàn)手段的創(chuàng)新:采用具有國(guó)際先進(jìn)水平的物理,化學(xué)多參數(shù)測(cè)試實(shí)驗(yàn)儀器進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室與現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定,利用多種物理場(chǎng)實(shí)驗(yàn)?zāi)M系統(tǒng)以及具有實(shí)際規(guī)模巷道和管道網(wǎng)絡(luò)特性的瓦斯煤塵爆炸實(shí)驗(yàn)?zāi)M系統(tǒng),研究含瓦斯煤體物理力學(xué)特性,煤巖瓦斯動(dòng)力災(zāi)害,瓦斯(煤塵)爆炸機(jī)理及傳播規(guī)律等基礎(chǔ)理論問(wèn)題,實(shí)現(xiàn)特定災(zāi)害事故現(xiàn)象(煤與瓦斯突出,瓦斯爆炸)的實(shí)驗(yàn)室再現(xiàn)和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的動(dòng)態(tài)測(cè)試與實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集.
(3)研究成果創(chuàng)新:① 礦區(qū)地質(zhì)構(gòu)造控制突出危險(xiǎn)區(qū)分布的演化及預(yù)測(cè)探測(cè)理論;② 含瓦斯煤的物理力學(xué)定量化描述及本構(gòu)關(guān)系;③ 大空間快速推采條件下裂隙場(chǎng)演化及分布規(guī)律以及瓦斯流動(dòng)理論;④ 煤與瓦斯突出演化機(jī)制及定量化描述機(jī)理;⑤ 突出瓦斯煤流運(yùn)動(dòng)規(guī)律及動(dòng)力效應(yīng)理論,沖擊地壓發(fā)生條件;⑥ 點(diǎn)火能量與環(huán)境條件和氣固成分耦合關(guān)系;⑦ 巷道網(wǎng)絡(luò)受限空間條件下瓦斯爆炸火焰和壓力溫度傳播機(jī)制及試驗(yàn)設(shè)施尺度效應(yīng);⑧ 采動(dòng)和構(gòu)造條件下聲發(fā)射與電磁輻射,物理參數(shù)的變化規(guī)律.
5. 課題設(shè)置
(1)課題設(shè)置的基本思路
根據(jù)項(xiàng)目的研究思路和總體目標(biāo),本著突出重點(diǎn),強(qiáng)調(diào)有機(jī)聯(lián)系的原則,圍繞擬解決的關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題,按照已確定的研究?jī)?nèi)容,充分考慮學(xué)科,研究方法和途徑等方面的區(qū)別與內(nèi)在聯(lián)系以及項(xiàng)目總體的系統(tǒng)性和課題分解,成果的相對(duì)獨(dú)立性進(jìn)行課題設(shè)置,共設(shè)置為6個(gè)課題開展研究.
各課題之間及課題與關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題,學(xué)術(shù)思想,課題設(shè)置及項(xiàng)目總目標(biāo)之間的關(guān)系如圖所示.
地質(zhì)構(gòu)造控制構(gòu)造煤,瓦斯和突出危險(xiǎn)區(qū)的演化和作用機(jī)制,探測(cè)構(gòu)造煤,瓦斯富集區(qū)的基礎(chǔ)等內(nèi)容是"煤礦瓦斯地質(zhì)區(qū)域動(dòng)力學(xué)特性"的研究?jī)?nèi)容,對(duì)應(yīng)"煤礦瓦斯災(zāi)害的地質(zhì)構(gòu)造作用機(jī)理"的科學(xué)問(wèn)題,設(shè)立課題一:煤礦瓦斯災(zāi)害的地質(zhì)構(gòu)造作用機(jī)理;
瓦斯對(duì)煤巖體的損傷,滲透特性的影響及含瓦斯煤巖本構(gòu)關(guān)系,失穩(wěn)條件等內(nèi)容是"含瓦斯煤巖體物理力學(xué)特性"的研究?jī)?nèi)容,對(duì)應(yīng) "采動(dòng)裂隙場(chǎng)時(shí)空演化與瓦斯流動(dòng)場(chǎng)耦合效應(yīng),煤巖瓦斯動(dòng)力災(zāi)害演化機(jī)制及地球物理響應(yīng)規(guī)律"的科學(xué)問(wèn)題,是這兩個(gè)科學(xué)問(wèn)題的共性基礎(chǔ),為此設(shè)立課題二:含瓦斯煤巖體物理力學(xué)特性及本構(gòu)關(guān)系;
采動(dòng)條件下煤巖層的垮落,裂隙及瓦斯在裂隙場(chǎng)中的流動(dòng)規(guī)律,采空冒落區(qū)瓦斯運(yùn)移規(guī)律等是"采動(dòng)裂隙場(chǎng)演化及瓦斯流動(dòng)效應(yīng)"的主要研究?jī)?nèi)容,對(duì)應(yīng)"采動(dòng)裂隙場(chǎng)時(shí)空演化與瓦斯流動(dòng)場(chǎng)耦合效應(yīng)"的科學(xué)問(wèn)題,為此設(shè)立課題三:采動(dòng)裂隙場(chǎng)時(shí)空演化與瓦斯流動(dòng)場(chǎng)耦合效應(yīng);
煤與瓦斯突出機(jī)理及突出煤巖與瓦斯流的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,動(dòng)力效應(yīng),沖擊地壓形成的條件,機(jī)制及影響因素等是"煤巖瓦斯動(dòng)力災(zāi)害演化機(jī)制及煤巖瓦斯動(dòng)力災(zāi)害效應(yīng)"的主要研究?jī)?nèi)容,對(duì)應(yīng)"煤巖瓦斯動(dòng)力災(zāi)害演化機(jī)制及地球物理響應(yīng)規(guī)律"的科學(xué)問(wèn)題,為此設(shè)立課題四:煤巖瓦斯動(dòng)力災(zāi)害的動(dòng)力學(xué)演化作用機(jī)理;
煤巖破裂過(guò)程及動(dòng)力災(zāi)害的電磁輻射,聲發(fā)射,煤巖物理參數(shù)的變化規(guī)律及前兆信息的數(shù)學(xué)物理模型等內(nèi)容是"煤巖瓦斯動(dòng)力災(zāi)害演化機(jī)制及煤巖瓦斯動(dòng)力災(zāi)害效應(yīng)"的主要研究?jī)?nèi)容,對(duì)應(yīng)"煤巖瓦斯動(dòng)力災(zāi)害演化機(jī)制及地球物理響應(yīng)規(guī)律"的科學(xué)問(wèn)題,為此設(shè)立課題五:"煤巖動(dòng)力災(zāi)害演化過(guò)程的地球物理響應(yīng)規(guī)律";
點(diǎn)火能量與環(huán)境條件等耦合量化關(guān)系,爆炸與火災(zāi)行為轉(zhuǎn)化機(jī)制,巷道網(wǎng)絡(luò)條件下瓦斯爆炸火焰和爆炸波的傳播規(guī)律等是"點(diǎn)火能量與環(huán)境條件及氣固成分特性,瓦斯煤塵爆炸熱動(dòng)力學(xué)特性,瓦斯煤塵爆炸動(dòng)力效應(yīng)"的研究?jī)?nèi)容,對(duì)應(yīng)"瓦斯煤塵爆炸動(dòng)力學(xué)演化機(jī)制"的科學(xué)問(wèn)題,為此設(shè)立課題六:"瓦斯(煤塵)爆炸動(dòng)力學(xué)演化及多相耦合效應(yīng)";
通過(guò)六個(gè)課題的研究,形成"一個(gè)預(yù)防瓦斯災(zāi)害基礎(chǔ)理論體系",奠定預(yù)防瓦斯災(zāi)害及抗災(zāi)能力建設(shè)評(píng)估基礎(chǔ),有效地帶動(dòng)本領(lǐng)域的技術(shù)創(chuàng)新.
(2) 課題研究的主要內(nèi)容和目標(biāo)
課題一:煤礦瓦斯災(zāi)害的地質(zhì)構(gòu)造作用機(jī)理
目標(biāo):認(rèn)識(shí)構(gòu)造控制瓦斯分布的作用機(jī)理及規(guī)律,揭示構(gòu)造煤的成因和分布規(guī)律,構(gòu)造對(duì)煤與瓦斯突出等動(dòng)力災(zāi)害的控制作用,建立煤層瓦斯災(zāi)害危險(xiǎn)區(qū)的構(gòu)造控制理論,為預(yù)測(cè)瓦斯災(zāi)害危險(xiǎn)區(qū)域及其預(yù)防瓦斯技術(shù)的研發(fā)奠定理論基礎(chǔ).在SCI,EI刊物和國(guó)內(nèi)外核心刊物上發(fā)表20篇以上科學(xué)論文,出版學(xué)術(shù)著作1～2部.
主要研究?jī)?nèi)容:
針對(duì)我國(guó)煤礦瓦斯災(zāi)害區(qū)域分布基礎(chǔ)研究存在的問(wèn)題,圍繞構(gòu)造煤,瓦斯分布和煤與瓦斯突出危險(xiǎn)區(qū)域分布的構(gòu)造演化及控制問(wèn)題開展基礎(chǔ)理論研究.主要研究?jī)?nèi)容為:
① 構(gòu)造控制瓦斯分布的作用機(jī)理及規(guī)律.研究典型地質(zhì)構(gòu)造條件下以及多種構(gòu)造耦合條件下煤層動(dòng)力學(xué)原理與煤層瓦斯富集規(guī)律,煤層瓦斯富集過(guò)程中的吸附-解吸-擴(kuò)散-滲流的動(dòng)態(tài)演化過(guò)程.
② 構(gòu)造煤的成因和分布規(guī)律.研究不同應(yīng)力-應(yīng)變環(huán)境下,不同類型構(gòu)造煤的形成機(jī)制及其與構(gòu)造的耦合機(jī)理,系統(tǒng)分析不同類型構(gòu)造煤的區(qū)域和層域分布規(guī)律,揭示構(gòu)造動(dòng)力學(xué)控制構(gòu)造煤分布和構(gòu)造煤結(jié)構(gòu)的內(nèi)在機(jī)理,確定我國(guó)主要煤層構(gòu)造煤形成的構(gòu)造環(huán)境條件及其主要控制因素,建立構(gòu)造煤發(fā)育與瓦斯突出的地質(zhì)構(gòu)造控制理論.
③ 構(gòu)造對(duì)煤與瓦斯突出等動(dòng)力災(zāi)害危險(xiǎn)區(qū)域的控制作用.研究構(gòu)造煤的"宏觀-微觀"多尺度裂隙和孔隙系統(tǒng)特征及其與構(gòu)造演化過(guò)程與程度的關(guān)系,研究復(fù)雜環(huán)境條件下含瓦斯構(gòu)造煤的吸附-解吸動(dòng)力學(xué)過(guò)程及其與瓦斯突出災(zāi)害的關(guān)系,提出煤與瓦斯突出構(gòu)造控制作用機(jī)理與規(guī)律,建立煤礦煤與瓦斯突出危險(xiǎn)區(qū)域分布的瓦斯地質(zhì)理論與方法.
④含瓦斯煤巖體的三維地震波響應(yīng)特征.研究含有不同瓦斯量,不同構(gòu)造和構(gòu)造煤的三維地震波吸收,反射和傳播特征,三維地震波的濾波以及三維三分量辨識(shí),建立構(gòu)造煤和瓦斯富集區(qū)以及煤與瓦斯突出危險(xiǎn)區(qū)辨識(shí)的三維地震探測(cè)方法.
課題二:含瓦斯煤體物理力學(xué)特性及本構(gòu)關(guān)系
目標(biāo):建立含瓦斯煤的本構(gòu)關(guān)系及破壞準(zhǔn)則,得出煤巖體卸荷破壞的尺度規(guī)律,為裂隙演化規(guī)律和煤與瓦斯突出動(dòng)力災(zāi)害演化規(guī)律研究提供共性基礎(chǔ).在SCI,EI刊物和國(guó)內(nèi)核心刊物上發(fā)表15篇以上科學(xué)論文.
主要研究?jī)?nèi)容:
① 研究瓦斯對(duì)煤巖體的損傷作用機(jī)理及對(duì)煤巖體滲透特性的應(yīng)力響應(yīng)規(guī)律;
② 研究含瓦斯煤巖流變-突變規(guī)律及其本構(gòu)關(guān)系,含瓦斯煤體峰后滲透性及失穩(wěn)破壞條件,建立含瓦斯煤體動(dòng)力學(xué)失穩(wěn)判據(jù);
③ 研究含瓦斯巖體及含瓦斯巖塊力學(xué)特性進(jìn)行比較,得到含瓦斯煤巖力學(xué)特性的尺度效應(yīng);研究外加物理場(chǎng)對(duì)含瓦斯煤體吸附,解吸特性的作用機(jī)制.
課題三:采動(dòng)裂隙場(chǎng)時(shí)空演化與瓦斯流動(dòng)場(chǎng)耦合效應(yīng)
目標(biāo):揭示采動(dòng)影響煤巖體的裂隙時(shí)空演化及采動(dòng)影響空間的瓦斯流動(dòng)規(guī)律,建立采動(dòng)裂隙場(chǎng)與瓦斯流動(dòng)耦合的理論體系.為預(yù)測(cè)瓦斯涌出及高效抽采瓦斯技術(shù)的研發(fā)奠定基礎(chǔ).在SCI,EI刊物和國(guó)內(nèi)核心刊物上發(fā)表20篇以上科學(xué)論文,出版學(xué)術(shù)著作1～2部.
主要研究?jī)?nèi)容:
① 研究采動(dòng)條件下煤巖層的垮落與破壞機(jī)制及煤巖體裂隙時(shí)空演化與分布規(guī)律,建立煤巖層垮落,裂隙,變形與相關(guān)參數(shù)的關(guān)系,闡明裂隙發(fā)育與分布特征.
② 研究采動(dòng)裂隙場(chǎng)對(duì)瓦斯流動(dòng)的作用機(jī)制,瓦斯在采動(dòng)煤巖體裂隙場(chǎng)中的流動(dòng)規(guī)律,得出瓦斯流動(dòng)與煤巖體裂隙耦合的時(shí)空演化及分布規(guī)律,建立采動(dòng)煤巖體裂隙中瓦斯流動(dòng)理論與數(shù)值計(jì)算方法.
③研究采空冒落區(qū)空間瓦斯流動(dòng)的特點(diǎn)及規(guī)律,采煤工作面邊界條件對(duì)采空冒落區(qū)內(nèi)瓦斯流動(dòng)的作用,采空冒落區(qū)不同部位外加流動(dòng)場(chǎng)條件下的瓦斯流動(dòng)規(guī)律.
課題四:煤巖瓦斯動(dòng)力災(zāi)害的動(dòng)力學(xué)演化機(jī)理
目標(biāo):基本認(rèn)識(shí)煤與瓦斯突出,沖擊地壓的發(fā)生機(jī)理和致災(zāi)機(jī)理,掌握煤與瓦斯突出,沖擊地壓的發(fā)生規(guī)律,為預(yù)測(cè)預(yù)防煤與瓦斯突出和沖擊地壓技術(shù)的研發(fā)奠定基礎(chǔ).在國(guó)內(nèi)核心刊物上發(fā)表20篇以上科學(xué)論文,出版學(xué)術(shù)著作1部.
主要研究?jī)?nèi)容:
① 研究煤與瓦斯突出機(jī)理及其發(fā)生發(fā)展過(guò)程中各參數(shù)之間的相互關(guān)系,瓦斯,煤體,應(yīng)力之間的耦合作用;
② 研究煤與瓦斯突出煤巖與瓦斯流在采掘空間的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,動(dòng)力效應(yīng)及其向瓦斯煤塵爆炸等災(zāi)害的轉(zhuǎn)化條件.
③ 研究采動(dòng)影響下沖擊地壓形成的條件,機(jī)制及影響因素.
課題五:煤巖動(dòng)力災(zāi)害演化過(guò)程的地球物理響應(yīng)規(guī)律
目標(biāo):揭示煤巖破裂過(guò)程及煤巖動(dòng)力災(zāi)害的地球物理場(chǎng)響應(yīng)特征,規(guī)律及機(jī)理,建立煤巖瓦斯動(dòng)力災(zāi)害多信息辨識(shí)準(zhǔn)則,為實(shí)現(xiàn)煤巖動(dòng)力災(zāi)害四維(時(shí)間和空間)監(jiān)測(cè)及預(yù)警技術(shù)的研發(fā)奠定理論基礎(chǔ).在SCI,EI刊物和國(guó)內(nèi)核心刊物上發(fā)表25篇以上科學(xué)論文,出版學(xué)術(shù)著作2部.
主要研究?jī)?nèi)容:
研究并揭示煤巖破裂過(guò)程及煤巖動(dòng)力災(zāi)害的地球物理場(chǎng)(電磁輻射,聲發(fā)射,煤巖物理參數(shù)等)響應(yīng)特征,規(guī)律及機(jī)理,建立煤巖破裂前兆信息的數(shù)學(xué)物理模型以及煤巖瓦斯動(dòng)力災(zāi)害多信息辨識(shí)準(zhǔn)則,為實(shí)現(xiàn)煤巖動(dòng)力災(zāi)害監(jiān)測(cè)及預(yù)警奠定理論基礎(chǔ):
課題六:瓦斯(煤塵)爆炸動(dòng)力學(xué)演化及多相耦合效應(yīng)
目標(biāo):揭示甲烷與多種氣體共存及氣固兩相介質(zhì)條件下的瓦斯(煤塵)爆炸突變機(jī)理和井下巷道網(wǎng)絡(luò)條件下的爆炸傳播規(guī)律,建立瓦斯煤塵爆炸及其傳播的理論模型,為開發(fā)煤礦瓦斯煤塵爆炸模擬驗(yàn)證,事故調(diào)查分析,預(yù)測(cè)控制瓦斯(煤塵)爆炸技術(shù)奠定基礎(chǔ).在國(guó)內(nèi)核心刊物上發(fā)表學(xué)術(shù)論文20篇以上,出版學(xué)術(shù)著作1～2部.
主要研究?jī)?nèi)容:
① 研究點(diǎn)火能量與環(huán)境條件(壓力,溫度,風(fēng)流等),氣體和氣固成分之間的耦合效應(yīng),建立耦合量化關(guān)系.
② 研究瓦斯爆炸與火災(zāi)行為相互轉(zhuǎn)化機(jī)制,揭示燃燒,爆燃,爆轟各階段的演化規(guī)律和動(dòng)力學(xué)特征,建立相互轉(zhuǎn)化的條件.
③ 研究巷道網(wǎng)絡(luò)條件下(具有煤礦井下實(shí)際巷道尺度,壁面粗糙度,彎道和變坡,瓦斯分布特征的巷道網(wǎng))瓦斯爆炸火焰和爆炸波的傳播規(guī)律,瓦斯爆炸過(guò)程中熱動(dòng)力學(xué)特征,中間瞬態(tài)產(chǎn)物變化規(guī)律及其對(duì)爆炸傳播的作用機(jī)理;研究瓦斯(煤塵)爆炸傳播過(guò)程的尺度效應(yīng),建立尺度效應(yīng)對(duì)爆炸傳播參數(shù)影響的關(guān)系.
(3)課題承擔(dān)單位及經(jīng)費(fèi)比例
課題承擔(dān)單位,負(fù)責(zé)人,經(jīng)費(fèi)比例詳見下表.
課題名稱
承擔(dān)單位
負(fù)責(zé)人
主要學(xué)術(shù)骨干
全時(shí)
人數(shù)
經(jīng)費(fèi)比例
(%)
煤礦瓦斯災(zāi)害的地質(zhì)構(gòu)造作用機(jī)理
河南理工大學(xué),中國(guó)礦業(yè)大學(xué)(北京)
劉明舉苑春方
張子敏,王繼仁,岳建華,崔永君
9
14
含瓦斯煤體物理力學(xué)特性及本構(gòu)關(guān)系
中國(guó)礦業(yè)大學(xué),重慶大學(xué)
何學(xué)秋尹光志
聶百勝,王宏圖趙旭生,張興華
9
14
采動(dòng)裂隙場(chǎng)時(shí)空演化與瓦斯流動(dòng)場(chǎng)耦合效應(yīng)
煤炭科學(xué)研究總院,中國(guó)礦業(yè)大學(xué)
齊慶新程遠(yuǎn)平
張華興,楊勝?gòu)?qiáng),梁運(yùn)培,霍中剛
13
15
煤巖瓦斯動(dòng)力災(zāi)害的動(dòng)力學(xué)演化機(jī)理
煤炭科學(xué)研究總院,中國(guó)礦業(yè)大學(xué)
胡千庭蔣承林
康立軍,王魁軍,孫東玲,竇林名
14
25
煤巖動(dòng)力災(zāi)害演化過(guò)程的地球物理響應(yīng)規(guī)律
煤炭科學(xué)研究總院, 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)
文光才王恩元
吳燕清,劉貞堂,鄒銀輝,孟賢正
11
16
瓦斯(煤塵)爆炸動(dòng)力學(xué)演化及多相耦合效應(yīng)
中國(guó)礦業(yè)大學(xué),煤炭科學(xué)研究總院
林柏泉羅海珠
張延松,李增華,蔡周全,周心權(quán)
10
16
四,年度計(jì)劃
研究?jī)?nèi)容
預(yù)期目標(biāo)
第一年
組建項(xiàng)目專家組和管理組,制定項(xiàng)目運(yùn)作,協(xié)調(diào)和管理方案,完成課題及專題的詳細(xì)論證,編制課題和專題的計(jì)劃任務(wù)書,落實(shí)具體研究計(jì)劃,全面啟動(dòng)研究工作.
針對(duì)各課題的研究需求,開展并基本完成實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)建立;廣泛匯聚全國(guó)煤礦瓦斯賦存,瓦斯地質(zhì)動(dòng)力學(xué)特征,煤與瓦斯突出,瓦斯煤塵爆炸,沖擊地壓等的研究與開發(fā)資料,為全面開展實(shí)驗(yàn)工作做好準(zhǔn)備.
制定項(xiàng)目及課題實(shí)施方案,落實(shí)試驗(yàn)地點(diǎn),建立完善的實(shí)驗(yàn)測(cè)試系統(tǒng),完成資料收集,整理和分析,全面啟動(dòng)項(xiàng)目研究工作.
完成實(shí)驗(yàn)樣品的采集加工,得到含瓦斯煤體的力學(xué)特征.
研究得出煤巖變形破裂過(guò)程的聲發(fā)射,電磁輻射效應(yīng),特征,規(guī)律.
得出點(diǎn)火能量與瓦斯燃燒爆炸的關(guān)系,初步得出煤礦瓦斯著火模式,得到高溫,高壓條件下瓦斯爆炸特性變化規(guī)律.
第二年
研究瓦斯賦存和構(gòu)造煤形成的瓦斯地質(zhì)條件與展布規(guī)律,典型地質(zhì)構(gòu)造條件下以及多種構(gòu)造耦合條件下煤層構(gòu)造動(dòng)力學(xué)原理與煤層瓦斯賦存綜合動(dòng)態(tài)模擬,瓦斯富集煤的三維地震波動(dòng)特征;
研究含瓦斯煤的物理力學(xué)特性,研究瓦斯對(duì)煤巖體的損傷作用機(jī)理,含瓦斯煤峰后物理力學(xué)特性,含瓦斯煤巖體滲透特性的應(yīng)力響應(yīng)規(guī)律;
研究采動(dòng)引起圍巖變形和破斷的規(guī)律以及由此引起的巖體裂隙時(shí)空演化及分布規(guī)律,外加物理場(chǎng)煤層滲透特性,采空區(qū)滲透特性;
研究煤礦井下的動(dòng)力現(xiàn)象分類,含瓦斯軟煤中的突出動(dòng)力學(xué)模型,突出的發(fā)生與發(fā)展過(guò)程模擬,地應(yīng)力及瓦斯壓力在突出過(guò)程中的作用,突出發(fā)生過(guò)程中瓦斯煤流的運(yùn)動(dòng)規(guī)律;
研究采掘空間煤柱型和頂板型沖擊地壓發(fā)生的條件,不同頂板,煤層條件下煤巖變形破裂過(guò)程的能量輻射(響應(yīng)信號(hào))效應(yīng),特征,規(guī)律及產(chǎn)生機(jī)理;原生煤巖狀態(tài)物理參數(shù)變化規(guī)律;
研究瓦斯煤塵成份,環(huán)境條件,點(diǎn)火能量的耦合關(guān)系,燃燒爆炸的演化規(guī)律,爆炸過(guò)程中爆炸波結(jié)構(gòu)及火焰?zhèn)鞑ヒ?guī)律,熱量,質(zhì)量的輸運(yùn)規(guī)律,壁面熱效應(yīng)及其對(duì)瓦斯爆炸傳播特性的影響.
建立煤層瓦斯富集和瓦斯賦存的構(gòu)造控制模式,得出瓦斯富集區(qū)的地震波動(dòng)特征;
得出含瓦斯煤體的流變實(shí)驗(yàn)特征規(guī)律,高壓條件下煤對(duì)瓦斯的吸附解吸實(shí)驗(yàn)規(guī)律,外加場(chǎng)對(duì)煤體瓦斯吸附,解吸的作用規(guī)律和機(jī)理;瓦斯氣體對(duì)煤體腐蝕損傷的宏微觀作用規(guī)律和作用機(jī)理;
初步提示模擬采動(dòng)條件下煤巖體應(yīng)力場(chǎng),位移場(chǎng),裂隙場(chǎng)的時(shí)空演化及分布規(guī)律,確定煤巖體裂隙中瓦斯流動(dòng)數(shù)值計(jì)算方法和采空區(qū)瓦斯流動(dòng)及涌出規(guī)律的監(jiān)測(cè)方法; 提出關(guān)于突出機(jī)理新的假說(shuō),基本揭示煤層瓦斯在整個(gè)突出過(guò)程中的來(lái)源問(wèn)題;掌握構(gòu)造應(yīng)力對(duì)沖擊地壓發(fā)生的影響規(guī)律,從本質(zhì)上理解構(gòu)造型和重力型沖擊地壓含義,從而為有針對(duì)性的防范沖擊地壓發(fā)生提供理論指導(dǎo);
研究并揭示煤巖變形破裂過(guò)程的能量輻射機(jī)理;建立煤巖產(chǎn)生電磁輻射,聲發(fā)射的數(shù)學(xué)物理模型;研究并揭示物性參數(shù),彈性波參數(shù)等煤巖狀態(tài)物理參數(shù)變化規(guī)律.
闡明單一組份氣體對(duì)瓦斯爆炸的作用機(jī)制,獲得我國(guó)煤礦瓦斯成分及高溫脫附氣體總體情況;揭示點(diǎn)火能量與環(huán)境條件(壓力,溫度,風(fēng)流等),氣體和氣固成分之間的耦合效應(yīng),甲烷與多種氣體共存及氣固兩相介質(zhì)條件下的瓦斯爆炸與火災(zāi)行為相互轉(zhuǎn)化機(jī)制.
組織一次學(xué)術(shù)研討會(huì),與973項(xiàng)目"中國(guó)煤層氣成藏機(jī)制及經(jīng)濟(jì)開采基礎(chǔ)研究"研究人員交流取得的最新進(jìn)展和研究成果.
發(fā)表學(xué)術(shù)論文30篇,培養(yǎng)本專業(yè)博士10名.
第三年
研究構(gòu)造煤在不同應(yīng)力-應(yīng)變環(huán)境下,不同類型構(gòu)造煤的形成機(jī)制及其與構(gòu)造的耦合機(jī)理,系統(tǒng)分析不同類型構(gòu)造煤的區(qū)域和層域分布規(guī)律,確定我國(guó)主要煤層構(gòu)造煤形成的構(gòu)造環(huán)境條件及其主要控制因素,形成構(gòu)造煤的構(gòu)造成因分類,構(gòu)造煤的三維地震波動(dòng)特征研究,瓦斯災(zāi)害危險(xiǎn)區(qū)的構(gòu)造控制特點(diǎn)與規(guī)律,建立構(gòu)造煤發(fā)育分布的地質(zhì)構(gòu)造控制理論;
研究含瓦斯煤巖流變-突變規(guī)律及其本構(gòu)關(guān)系及峰后滲透性及失穩(wěn)破壞條件,建立含瓦斯煤體動(dòng)力學(xué)失穩(wěn)判據(jù);研究含瓦斯煤巖力學(xué)特性的尺度效應(yīng);
建立煤巖層垮落,裂隙,變形與相關(guān)參數(shù)的關(guān)系,闡明裂隙發(fā)育與分布特征,得出瓦斯流動(dòng)與煤巖體裂隙耦合的時(shí)空演化及分布規(guī)律,采空冒落區(qū)瓦斯運(yùn)移規(guī)律,外部環(huán)境對(duì)采空冒落區(qū)內(nèi)瓦斯流動(dòng)的影響;
研究石門揭煤和煤巷掘進(jìn)條件下的突出力學(xué)模型,煤與瓦斯突出發(fā)生發(fā)展過(guò)程中各參數(shù)之間的相互關(guān)系,瓦斯,煤體,應(yīng)力之間的耦合作用;煤與瓦斯突出煤巖與瓦斯流在采掘空間的動(dòng)力效應(yīng);
研究沖擊地壓發(fā)生的機(jī)理及能量聚集與釋放規(guī)律;
研究煤巖瓦斯動(dòng)力災(zāi)害演化過(guò)程的前兆信息特征及變化規(guī)律,采掘空間煤巖體沖擊動(dòng)力震動(dòng),聲電等物理場(chǎng)效應(yīng),研究采動(dòng)及構(gòu)造影響下煤巖破裂過(guò)程的電磁輻射,聲發(fā)射,煤巖物理參數(shù)的變化規(guī)律,建立煤巖破裂前兆信息的數(shù)學(xué)物理模型;
研究點(diǎn)火能量與環(huán)境條件(壓力,溫度,風(fēng)流等),氣體和氣固成分之間的耦合效應(yīng),建立耦合量化關(guān)系.研究瓦斯爆炸與火災(zāi)行為相互轉(zhuǎn)化機(jī)制,揭示燃燒,爆燃,爆轟各階段的演化規(guī)律和特征;研究巷道網(wǎng)絡(luò)條件下瓦斯爆炸火焰和爆炸波的傳播規(guī)律.
得出構(gòu)造煤的成因和分類方法,建立構(gòu)造煤發(fā)育分布的地質(zhì)構(gòu)造控制理論,提出構(gòu)造煤地震勘探方法;
得出含瓦斯煤體的突變破壞特征,含瓦斯煤體的尺度效應(yīng)規(guī)律和對(duì)煤體力學(xué)性能腐蝕損傷作用的量化特征規(guī)律;
進(jìn)一步揭示采動(dòng)煤巖體的垮落與破壞機(jī)制及煤巖體裂隙時(shí)空演化與分布規(guī)律,獲得瓦斯流動(dòng)與煤巖體裂隙耦合的時(shí)空演化及分布規(guī)律.
建立新型的石門揭煤突出預(yù)測(cè)理論基礎(chǔ);初步認(rèn)識(shí)采面突出的主要影響因素;基本認(rèn)識(shí)煤與瓦斯突出發(fā)生時(shí)的突出氣流狀態(tài)參數(shù)及傳播規(guī)律;建立采礦工藝參數(shù)對(duì)煤巖體應(yīng)力及沖擊地壓發(fā)生的影響規(guī)律;
研究并揭示煤巖瓦斯動(dòng)力災(zāi)害演化過(guò)程的前兆信息特征及變化規(guī)律;建立煤巖動(dòng)力災(zāi)害前兆信息的數(shù)學(xué)物理模型.
揭示瓦斯爆炸與火災(zāi)行為相互轉(zhuǎn)化機(jī)制,獲得不同瓦斯氣體狀態(tài)下的引爆參數(shù);闡明瓦斯爆炸后致災(zāi)性中間氣體產(chǎn)物的生成動(dòng)力學(xué)規(guī)律.
組織一次預(yù)防煤礦瓦斯災(zāi)害方面的國(guó)際學(xué)術(shù)研討會(huì).發(fā)表學(xué)術(shù)論文30篇,出版專著1～2部,培養(yǎng)本專業(yè)博士10名.
第四年
研究構(gòu)造動(dòng)力學(xué)控制構(gòu)造煤和瓦斯分布的機(jī)理和主要控制因素,建立構(gòu)造煤發(fā)育與瓦斯突出的地質(zhì)構(gòu)造控制理論,提出煤與瓦斯突出構(gòu)造控制作用機(jī)理與規(guī)律,建立煤礦煤與瓦斯突出危險(xiǎn)區(qū)域分布的瓦斯地質(zhì)理論與方法;建立瓦斯富集區(qū)和煤與瓦斯突出危險(xiǎn)區(qū)辨識(shí)的地球物理方法;
研究外加物理場(chǎng)對(duì)含瓦斯煤體吸附,解吸特性量化規(guī)律;建立含瓦斯煤體動(dòng)力學(xué)失穩(wěn)判據(jù);
研究外部環(huán)境對(duì)采空冒落區(qū)內(nèi)瓦斯流動(dòng)的作用機(jī)理,建立采動(dòng)煤巖體裂隙及采空冒落區(qū)瓦斯流動(dòng)理論與數(shù)值計(jì)算方法;
研究煤巷和采煤工作面的突出危險(xiǎn)性與工作面前方的卸壓帶分布之間的關(guān)系,煤與瓦斯突出煤巖與瓦斯流在采掘空間運(yùn)動(dòng)時(shí)向瓦斯煤塵爆炸等災(zāi)害的轉(zhuǎn)化條件,建立煤與瓦斯突出的力學(xué)模型;
研究采動(dòng)影響下沖擊地壓的力學(xué)模型以及控制因素;
研究煤巖瓦斯動(dòng)力災(zāi)害前兆信號(hào)的識(shí)別及濾噪技術(shù),煤巖瓦斯動(dòng)力災(zāi)害的多信息耦合預(yù)警準(zhǔn)則,煤巖瓦斯動(dòng)力災(zāi)害轉(zhuǎn)移控制原理及技術(shù);煤巖石在不同的加載和卸載,不同應(yīng)力降條件下,裂紋發(fā)展的遲滯性和最終破壞失穩(wěn)的沖擊性規(guī)律及其能量釋放規(guī)律,建立煤巖破裂前兆信息的數(shù)學(xué)物理模型;
研究瓦斯爆炸與火災(zāi)行為相互轉(zhuǎn)化機(jī)制;研究巷道網(wǎng)絡(luò)條件下瓦斯爆炸過(guò)程中熱動(dòng)力學(xué)特征,中間瞬態(tài)產(chǎn)物變化規(guī)律及其對(duì)爆炸傳播的作用機(jī)理;研究瓦斯(煤塵)爆炸傳播過(guò)程的尺度效應(yīng).
提出預(yù)測(cè)煤礦煤與瓦斯突出危險(xiǎn)區(qū)域分布的瓦斯地質(zhì)理論與方法,形成瓦斯危險(xiǎn)區(qū)辨識(shí)的地震方法;
建立煤巖流變-突變本構(gòu)方程;得出含瓦斯煤體的滲透規(guī)律及峰后煤體的滲透變化規(guī)律;建立含瓦斯煤體動(dòng)力學(xué)失穩(wěn)準(zhǔn)則和判據(jù);得出外加物理場(chǎng)對(duì)煤體瓦斯?jié)B透特性的作用規(guī)律和機(jī)理;
從現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)角度驗(yàn)證采動(dòng)應(yīng)力場(chǎng),裂隙場(chǎng)與瓦斯流動(dòng)場(chǎng)的理論研究成果;
進(jìn)一步完善煤巷掘進(jìn)工作面突出預(yù)測(cè)的理論基礎(chǔ),并在煤巷對(duì)突出機(jī)理的新假說(shuō)進(jìn)行檢驗(yàn);初步建立瓦斯突出過(guò)程中的瓦斯動(dòng)力學(xué)理論;基本認(rèn)識(shí)采面突出與煤層,頂?shù)装?回采等的基本規(guī)律;基本認(rèn)識(shí)煤與瓦斯突出繼發(fā)瓦斯爆炸災(zāi)害的轉(zhuǎn)化和易發(fā)條件;
建立煤巖瓦斯動(dòng)力災(zāi)害的多信息耦合預(yù)警準(zhǔn)則.
揭示巷道網(wǎng)絡(luò)條件下瓦斯爆炸后致災(zāi)性氣體的生成規(guī)律;建立瓦斯爆炸的理論模型,瓦斯煤塵存在條件下煤塵云著火模型和特征參數(shù)計(jì)算方法.
組織一次學(xué)術(shù)研討會(huì),與973項(xiàng)目"中國(guó)煤層氣成藏機(jī)制及經(jīng)濟(jì)開采基礎(chǔ)研究"研究人員交流取得的最新進(jìn)展和研究成果.
發(fā)表學(xué)術(shù)論文30篇,出版專著2～3部,培養(yǎng)本專業(yè)博士10名.
第五年
繼續(xù)完成相關(guān)實(shí)驗(yàn)和理論研究,對(duì)瓦斯災(zāi)害過(guò)程的相關(guān)資料進(jìn)行研究分析,利用研究得到的理論對(duì)瓦斯災(zāi)害進(jìn)行反演分析,驗(yàn)證理論的適應(yīng)性與正確性.
獲得預(yù)測(cè)瓦斯流動(dòng)及高效瓦斯抽采的理論基礎(chǔ),揭示應(yīng)力場(chǎng)狀態(tài)改變及應(yīng)力殼失衡導(dǎo)致沖擊地壓,瓦斯爆炸的機(jī)理;
形成系統(tǒng)的煤與瓦斯突出和沖擊地壓機(jī)理的理論體系;提出煤巖動(dòng)力災(zāi)害預(yù)測(cè)預(yù)警的量化模型.
揭示瓦斯爆炸后主要致災(zāi)性氣體生成動(dòng)力學(xué)特性,提出控制瓦斯爆炸的新理論和新技術(shù)基礎(chǔ).
形成理論體系,依據(jù)理論提出瓦斯災(zāi)害預(yù)測(cè)預(yù)警的量化模型以及預(yù)防技術(shù)途徑的原理.
發(fā)表學(xué)術(shù)論文30篇,出版專著3～4部,培養(yǎng)本專業(yè)博士10名.
完成各課題研究報(bào)告并審核,匯總,完成項(xiàng)目的總體研究報(bào)告.
構(gòu)造煤和瓦斯賦存,構(gòu)造的物理力學(xué)特征
含瓦斯煤物理力學(xué)特性及本構(gòu)關(guān)系
采動(dòng)裂隙場(chǎng)演化機(jī)制
煤巖瓦斯動(dòng)力災(zāi)害演化機(jī)制
瓦斯煤塵爆炸演化機(jī)制
瓦斯流動(dòng)效應(yīng)(瓦斯噴出和涌出)
動(dòng)力效應(yīng)(破壞前兆及瓦斯煤流拋出)
瓦斯煤塵爆炸效應(yīng)(火焰和爆炸沖擊波)
預(yù)防瓦斯災(zāi)害基礎(chǔ)理論體系
點(diǎn)火能量,環(huán)境條件,氣固成分耦合特性
瓦斯煤塵爆炸的熱動(dòng)力學(xué)特性
預(yù)防災(zāi)害(含抽瓦斯)及抗災(zāi)能力建設(shè)評(píng)估基礎(chǔ)
⑴ 建立我國(guó)煤礦瓦斯地質(zhì)區(qū)域分布及采動(dòng)影響區(qū)瓦斯流動(dòng)場(chǎng)理論,高瓦斯低滲透性煤層高效抽采瓦斯的基礎(chǔ)理論,煤與瓦斯突出,瓦斯(煤塵)爆炸發(fā)生,致災(zāi)機(jī)理及控制理論;
⑵ 構(gòu)建預(yù)防煤礦瓦斯動(dòng)力災(zāi)害的基礎(chǔ)理論體系,并在關(guān)鍵理論與技術(shù)基礎(chǔ)方面實(shí)現(xiàn)重大突破,為建立我國(guó)煤礦瓦斯災(zāi)害預(yù)測(cè)與防治技術(shù)體系提供有效的理論支撐;
⑶發(fā)表高質(zhì)量論文,出版學(xué)術(shù)著作,形成一支有影響的學(xué)術(shù)團(tuán)隊(duì).
研究目標(biāo)
煤巖瓦斯動(dòng)力災(zāi)害演化機(jī)制及地球物理響應(yīng) 學(xué)術(shù)思想 構(gòu)造特性 煤礦瓦斯災(zāi)害的地質(zhì)構(gòu)造作用機(jī)理 采動(dòng)裂隙場(chǎng)時(shí)空演化與瓦斯流動(dòng)場(chǎng)耦合效應(yīng)
關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題
煤礦瓦斯災(zāi)害的地質(zhì)構(gòu)造作用機(jī)理 采動(dòng)裂隙場(chǎng)時(shí)空演化與瓦斯流動(dòng)場(chǎng)耦合效應(yīng) 煤巖瓦斯動(dòng)力災(zāi)害的動(dòng)力學(xué)演化作用機(jī)理
瓦斯煤塵爆炸動(dòng)力學(xué)演化機(jī)制 物理特性 瓦斯(煤塵)爆炸動(dòng)力學(xué)演化及多相耦合效應(yīng) 裂隙演化流場(chǎng)效應(yīng) 爆炸演化動(dòng)力效應(yīng) 動(dòng)力災(zāi)害演化及動(dòng)力效應(yīng)
煤巖動(dòng)力災(zāi)害演化過(guò)程的地球物理響應(yīng)規(guī)律
突出預(yù)防 突出監(jiān)測(cè) 爆炸預(yù)防 瓦斯預(yù)測(cè) 機(jī)理基礎(chǔ) 含瓦斯煤巖體物理力學(xué)特性及本構(gòu)關(guān)系 抽放瓦斯 關(guān)聯(lián)技術(shù) 課 題 設(shè) 置
