xxxxcb226800-煤炭深部開采中的動力災害機理與防治基礎研究(編輯修改稿)
2025-07-23 17:28 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 煤巖體的結(jié)構面變形和斷層錯動過程中超低摩擦效應和動力響應，揭示深部煤巖峰后力學響應、失穩(wěn)特性及其演化規(guī)律和動力失穩(wěn)控制對策。深部煤礦動力災害的孕育、發(fā)生和發(fā)展創(chuàng)造條件與采動應力分布和能量場的時空演化關系密切。沖擊地壓、頂板大面積來壓、礦震發(fā)生的本質(zhì)就是承受高地應力的采場巷道周圍煤巖體內(nèi)，積聚大量彈性能量突然釋放的過程。從能量角度研究深部巖體動力失穩(wěn)的力學機理，建立覆巖空間結(jié)構運動與采動應力場耦合過程中的應力與能量突變的非線性動力學模型，進而提出深部動力災害的多尺度觸發(fā)條件、失穩(wěn)判別準則和能量分析體系。以新汶礦業(yè)集團、開灤礦業(yè)集團和雞西礦業(yè)集團等動力災害礦井為對象，通過監(jiān)測、分析井巷和采場附近煤巖體的應力變化及微震、聲發(fā)射和電磁輻射活動等前兆信息的多參量動態(tài)變化趨勢，研究煤巖體在變形破壞過程中的各種前兆信息及其耦合特征、變化規(guī)律和演變機理，建立深部煤巖動力災害的多參量前兆信息識別理論與預警模型，研究優(yōu)化開采設計防治煤礦深部動力災害的理論和動力災害解危技術方法，建立適合我國煤礦深部動力災害綜合防治的理論與技術體系?？傮w技術路線框圖（見圖3）。研究方法資料收集工程地質(zhì)資料現(xiàn)場監(jiān)測資料動力災害資料理論研究非平衡態(tài)熱力學系統(tǒng)災變理論斷續(xù)巖體力學能量耗散與釋放數(shù)值仿真有限元離散元DDA實驗與模擬研究巖石力學試驗相似模型實驗多參量監(jiān)測試驗現(xiàn)場研究現(xiàn)場監(jiān)測現(xiàn)場工業(yè)試驗研究系統(tǒng)集成深部煤礦動力災害多參量耦合監(jiān)測預警系統(tǒng)及災變地質(zhì)條件判別準則178。 建立地質(zhì)賦存條件與深部動力災害相關性的量化分析模型178。 揭示高應力和強卸荷共同作用下組合煤巖體變形破壞過程中的動力響應特征178。 揭示深部煤巖動力災害多因素耦合致災機理和時空演化規(guī)律178。 提出煤礦深部動力災害預測與主動解危的理論和方法研究目標深部煤礦動力災害的地質(zhì)構造條件、原巖應力特征及相互作用機制深部斷續(xù)煤巖體的變形破壞規(guī)律及其動力響應特征深部采動應力場時空分布規(guī)律及對動力災害孕災過程的控制機理深部開采過程中能量場的時空演化規(guī)律與多因素耦合致災機理深部煤礦動力災害的監(jiān)測預警理論與綜合防治方法研究內(nèi)容圖3 總體技術路線圖（三）創(chuàng)新點與特色本項目突出深部開采的空間范圍大、強度高、擾動劇烈、動壓危害大、介質(zhì)屬性復雜的特點，開展高應力、強卸荷、反復擾動共同作用下動力災害孕災過程的系統(tǒng)研究，成果體現(xiàn)形式既有機理層面的探討、又有理論與方法層面的研究，同時還有應用層面的工程實踐，不僅可推進相關學科的進展，也是我國資源開發(fā)可持續(xù)發(fā)展所迫切需要解決的重大問題。本項目的創(chuàng)新點和特色具體體現(xiàn)在：1. 從深部煤巖體動力破壞過程中能量積聚和釋放的本質(zhì)特征出發(fā)，針對深部煤巖體結(jié)構的斷續(xù)屬性，探討采動應力與能量場的時空演化規(guī)律、相互作用及多因素耦合致災機理，揭示深部煤礦動力災害孕育和發(fā)生的能量積聚、傳遞、轉(zhuǎn)化與釋放規(guī)律，提出基于能量突變的深部煤巖體動力失穩(wěn)破壞的判別準則；2. 針對動力災害誘發(fā)不同類型繼發(fā)性災害的特點，探索局部動力災害誘發(fā)繼發(fā)性災害與頂板整體失穩(wěn)的力學機理，揭示動力災害激增機制及其與支護體系的互饋效應，建立考慮動力災害激增機制與支護體系互饋效應的深部礦井復合動力災害的多參數(shù)分析模型；3. 針對深部開采條件下覆巖空間結(jié)構運動與采動應力場耦合特點以及應力與能量突變的動力學過程，建立“覆巖空間結(jié)構空間應力場區(qū)域性沖擊”與“局部應力異常微震”的深部動力災害多尺度非線性動力學模型，從而揭示不同尺度、不同量級動力災害相互耦合的孕災過程和觸發(fā)機制；4. 借助數(shù)據(jù)融合中的主元素分析方法，通過監(jiān)測不同地質(zhì)條件下采動誘發(fā)的微震等多參量前兆信息，建立前兆信息、致災因子與動力災害危險性關系的量化分析模型，提出煤礦深部動力災害預測與主動解危的理論和方法，實現(xiàn)從被動救災向主動防災的重大轉(zhuǎn)變。（四）取得重大突破的可行性分析1．學科與隊伍優(yōu)勢項目依托中國礦業(yè)大學、煤炭科學研究總院、四川大學、北京科技大學、遼寧科技大學、安徽理工大學和山東科技大學等相關研究領域的優(yōu)勢單位，集中各相關研究單位的優(yōu)勢共同研究深部煤礦動力災害的基礎理論，而且這些單位承擔過本領域國家973項目、國家自然科學基金重大項目、國家科技支撐項目等一批國家重大科學研究計劃。研究隊伍集中了國內(nèi)煤礦動力災害的主要研究力量，對相關研究內(nèi)容已經(jīng)進行了長期的研究，取得了一系列研究成果。項目依托單位擁有2個國家重點實驗室和教育部等8個省部級重點實驗室。項目組邀請了5位院士擔任學術顧問（錢鳴高、宋振琪、周世寧、謝和平、彭蘇萍）。研究隊伍由30名學術骨干組成，其中教授/研究員20名，副教授/高工8名，博士學位獲得者26人，并長期工作在科研、教學、實驗室和工程現(xiàn)場一線。有國家杰出青年基金獲得者2人、 “百千萬人才工程”國家級人選5人、“孫越崎青年科技獎”獲得者7人、教育部“新世紀優(yōu)秀人才支持計劃”1人，部分研究骨干曾作為國家自然科學基金創(chuàng)新研究群體和3個教育部創(chuàng)新團隊的成員。形成了一支多學科交叉、老中青結(jié)合、以優(yōu)秀中青年科學家為骨干、具有良好合作基礎的研究團隊，為本項目的順利實施提供
范文總結(jié)相關推薦
鄂ICP備17016276號-1