不同加卸載條件下含瓦斯煤力學特性及滲透規律研究

《不同加卸載條件下含瓦斯煤力學特性及滲透規律研究》是依託重慶大學，由尹光志擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：不同加卸載條件下含瓦斯煤力學特性及滲透規律研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：尹光志
• 依託單位：重慶大學

中文摘要

隨著煤礦開採深度的增加，地應力、瓦斯壓力增大，煤層的滲透性降低，瓦斯災害事故頻繁發生。由於采動的影響，煤岩應力發生重新分布，經歷了載入和卸載共同作用的複雜應力途徑。以往多採用常規的載入方式對煤岩的力學和滲透特性進行研究，這與實際情況有較大的差異。為此，本項目採用實驗研究、理論分析、數值模擬等相結合的方法，採用自行研製的含瓦斯煤熱流固耦合三軸伺服滲流實驗裝置、多場耦合煤礦動力災害大型模擬試驗系統等，對不同加卸載條件下含瓦斯煤的力學特性和滲透規律進行試驗研究，揭示不同加卸載條件下含瓦斯煤的力學及滲透特性等變化規律；建立不同加卸載條件下含瓦斯煤的損傷本構模型和滲透率動態演化模型；採用數值計算的方法，對含瓦斯煤在加卸載條件下的流固耦合及瓦斯運移規律進行數值模擬分析。該項目的研究能從新的角度揭示瓦斯災害的發生機理並對煤與瓦斯的共采具有重要的理論和實際意義。

結題摘要

在深部煤炭資源開採過程中，由於鑽孔、鑽井和煤層開採等工程擾動行為的存在，煤岩應力會發生重新分布，經歷了載入和卸載共同作用的複雜應力途徑。以往多採用常規的載入方式對煤岩的力學和滲透特性進行研究，這與實際情況有較大的差異。為此，本項目採用實驗研究、理論分析、數值模擬等相結合的方法，採用自行研製的“含瓦斯煤熱流固耦合三軸伺服滲流實驗裝置”、“多場耦合煤礦動力災害大型模擬試驗系統”等，對不同加卸載條件下含瓦斯煤的力學特性和滲透規律進行了試驗研究，揭示了不同加卸載條件下含瓦斯煤的力學及滲透特性等變化規律；建立了不同加卸載條件下含瓦斯煤的滲透率動態演化模型。採用數值計算的方法，對含瓦斯煤在加卸載條件下的流固耦合及瓦斯運移規律進行了數值模擬分析。該項目在執行期間出版專著2部，發表學術論文33篇，其中：SCI論文12篇，EI論文20篇，核心期刊論文1篇。項目執行期間新申請國家發明專利23項，獲得授權國家發明專利24項（包括前期申請，執行期間獲得授權）。項目組在執行期間培養了出站博士後1人、畢業博士生5人、碩士生4人，其中2人獲“重慶市優秀博士論文獎勵”。該項目的研究成果從新的角度揭示了瓦斯災害的發生機理並對煤與瓦斯的共采具有重要的理論和實際意義。