《深部低滲透高瓦斯煤層瓦斯抽采基礎研究》是依託重慶大學，由魏作安擔任項目負責人的重點項目。
基本介紹
- 中文名：深部低滲透高瓦斯煤層瓦斯抽采基礎研究
- 項目類別：重點項目
- 項目負責人：魏作安
- 依託單位：重慶大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
項目採用實驗室多尺度多場耦合試驗、現場試驗與監測、多場耦合理論分析與數值模擬相結合的方法，針對深部低滲高瓦斯煤層開採中瓦斯抽采方面的基礎理論和關鍵科學問題進行研究，探索深部低滲高瓦斯煤層瓦斯安全高效抽采機理。通過多場耦合條件下低滲煤岩變形及滲透機理的理論與試驗研究，揭示深部多場耦合條件下低滲煤層瓦斯滲流機制，建立深部低滲煤岩滲透率理論模型。開展不同尺度下煤岩宏細觀裂隙場演化規律的試驗研究，建立多場耦合作用下煤岩體損傷斷裂及瓦斯滲流理論模型。通過“大型多場耦合含瓦斯煤採掘模擬試驗系統”，研究低滲煤岩體水壓致裂及深孔預裂爆破增滲機理。根據建立的損傷斷裂滲流模型及數值模擬結果，研究煤岩體卸壓區內的破斷規律及瓦斯流動與富集規律，提出有效的增滲及瓦斯導向流動方法，最佳化瓦斯抽采設計。研究成果將為深部低滲高瓦斯煤層開採中的瓦斯抽采提供理論與技術支撐。
結題摘要
目前，我國針對深部低滲高瓦斯煤層開採中瓦斯抽采方面的相關基礎研究還不夠系統深入，亟待在瓦斯抽采機理的基礎研究方面取得突破。本項目通過實驗室試驗、現場試驗與監測、多場耦合理論分析與數值模擬相結合的手段，系統地進行了深部低滲高瓦斯煤層開採中的瓦斯抽采理論與技術研究，取得了如下創新性研究成果：1. 成功研製了由“多功能真三軸流固耦合試驗裝置”、“多場耦合煤與瓦斯共采模擬試驗系統”、“三向載入大型三維相似模擬試驗系統”、“煤岩CT熱流固耦合試驗裝置”和“煤岩熱流固耦合試驗裝置”等7套裝置組成的“深部低滲透高瓦斯煤層瓦斯抽采基礎研究系列試驗系統”，為深入系統地開展深部低滲透高瓦斯煤層瓦斯抽采基礎研究提供了先進的試驗手段與方法。2. 利用“深部低滲透高瓦斯煤層瓦斯抽采基礎研究系列試驗系統”，開展了煤岩在一維、常規三軸、真三軸等應力條件下的多物理場耦合系列試驗研究。在此基礎上，建立了考慮采動應力影響和真三軸各向異性的煤岩滲透率模型，提出了含瓦斯煤岩熱流固耦合模型，結合現場測試與數值模擬，揭示了深部煤岩體在應力場、滲流場、溫度場等多場耦合作用下的破斷機理及瓦斯運移規律，為煤與瓦斯安全高效開採提供了理論基礎。3. 開展了真三軸應力條件下CO2及水壓致裂的試驗和理論研究，獲得了真三軸應力條件下氣、水致裂煤岩起裂壓力、方向及裂紋擴展規律等煤岩致裂增滲的關鍵參數，為提高煤層瓦斯抽采率提供了理論和技術基礎。提出了“CO2相變致裂-水力壓裂耦合致裂增滲技術”，並在現場進行了套用，取得了良好的效果。項目成果已出版專著2部，發表學術論文57篇。項目執行期間新申請國家發明專利76項，其中已獲得授權國家發明專利47項。項目相關研究內容獲得省部級獎勵一等獎3項、二等獎1項。項目組已培養出站博士後2人、畢業博士生14人、畢業碩士生20餘人。
