國家自然科學(xué)基金重點項目“深部煤巖瓦斯復(fù)合動力災(zāi)害孕災(zāi)機(jī)制—演化規(guī)律及防控基礎(chǔ)研究” (52130409)項目介紹

1 研究背景和意義

隨著我國許多煤礦相繼進(jìn)入深部開采，深部高瓦斯壓力、高地應(yīng)力、低滲透性煤層及其圍巖之間的耦合作用不斷增強(qiáng)，煤巖瓦斯復(fù)合動力災(zāi)害日益加劇。迄今國內(nèi)外學(xué)者對煤與瓦斯突出以及沖擊地壓機(jī)理的認(rèn)識仍然處于半定量階段，對于發(fā)生機(jī)理較為復(fù)雜的煤巖瓦斯復(fù)合動力災(zāi)害的認(rèn)識更處于初步探討階段。這使得對煤巖瓦斯復(fù)合動力災(zāi)害的預(yù)測防控難度更大，而且，復(fù)合動力災(zāi)害一旦發(fā)生，其沖擊動力會破壞井下設(shè)施，產(chǎn)生瓦斯逆流，甚至出現(xiàn)風(fēng)流紊亂，如果對災(zāi)變控制不當(dāng)，將會造成瓦斯爆炸等二次災(zāi)害的發(fā)生，對煤礦安全生產(chǎn)構(gòu)成極大威脅。因此，研究煤巖瓦斯復(fù)合動力災(zāi)害的孕災(zāi)機(jī)制及災(zāi)變演化規(guī)律，構(gòu)建科學(xué)防災(zāi)、控災(zāi)的理論基礎(chǔ)，成為新災(zāi)害形式下煤礦安全領(lǐng)域的重大科學(xué)問題?；诖?，本項目開展“深部煤巖瓦斯復(fù)合動力災(zāi)害孕災(zāi)機(jī)制—演化規(guī)律及防控基礎(chǔ)研究”，旨在對煤巖瓦斯復(fù)合動力災(zāi)害的孕災(zāi)機(jī)制、災(zāi)變演化規(guī)律、科學(xué)防災(zāi)和災(zāi)變控制基礎(chǔ)理論開展科研攻關(guān)，保障深部煤炭安全高效開采。

2 研究目標(biāo)

(1)掌握煤巖瓦斯復(fù)合動力災(zāi)害主控因素，闡明其多相多場耦合孕災(zāi)機(jī)制，揭示災(zāi)害強(qiáng)度規(guī)律及其與瓦斯異常涌出量的關(guān)系。

(2)構(gòu)建煤巖瓦斯復(fù)合動力災(zāi)害多參量監(jiān)測指標(biāo)體系，建立災(zāi)害風(fēng)險多參量綜合判識預(yù)警模型。

(3)闡明含瓦斯煤巖組合體系統(tǒng)卸荷消能與介質(zhì)改性協(xié)同防災(zāi)機(jī)理，揭示組合體系統(tǒng)穩(wěn)定性提升和全能量穩(wěn)態(tài)調(diào)控有序釋放機(jī)制。

(4)闡明煤巖瓦斯復(fù)合動力災(zāi)害沖擊動力傳播衰減規(guī)律及其致使井下通風(fēng)設(shè)施破壞失效機(jī)制，掌握災(zāi)后逆流瓦斯運移及爆炸危險區(qū)域分布規(guī)律。

(5)揭示井巷風(fēng)流災(zāi)變紊亂規(guī)律與災(zāi)變控風(fēng)響應(yīng)機(jī)制，提出災(zāi)變時期井下風(fēng)網(wǎng)聯(lián)動協(xié)同控風(fēng)方法。

3 關(guān)鍵科學(xué)問題

(1)煤巖瓦斯復(fù)合動力災(zāi)害多相多場耦合孕災(zāi)機(jī)制。

(2)煤巖瓦斯復(fù)合動力災(zāi)害災(zāi)變演化規(guī)律。

(3)煤巖瓦斯復(fù)合動力災(zāi)害多參量監(jiān)測預(yù)警以及卸荷消能與介質(zhì)改性協(xié)同防災(zāi)機(jī)理。

(4)煤巖瓦斯復(fù)合動力災(zāi)害災(zāi)變時期井下風(fēng)網(wǎng)聯(lián)動協(xié)同控風(fēng)方法。