深部低透氣性煤層變形破壞的非連續大變形方法研究

《深部低透氣性煤層變形破壞的非連續大變形方法研究》是依託中國礦業大學，由高亞楠擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：深部低透氣性煤層變形破壞的非連續大變形方法研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：高亞楠
• 依託單位：中國礦業大學

項目摘要

瓦斯是引發煤礦重大災害的主要因素，瓦斯抽采是防治瓦斯災害的根本途徑。我國50%以上的煤層具有低滲透、強吸附特徵，瓦斯抽采極為困難。採取保護層開採和煤層密集鑽孔等措施可有效增加煤層的透氣性，提高瓦斯抽采率，但工程中存在憑經驗作業、時效性差等問題，尚缺乏有效的科學理論指導。深部煤層增透作業中，煤岩體不僅發生非線性大變形，同時伴隨著非連續的裂隙擴展與煤岩體破碎，目前缺少有效的理論描述方法和計算分析手段。本項目針對增透煤層非連續大變形的特點，試驗研究低滲透性煤岩的大變形力學行為和破壞機理，建立煤岩體非線性大變形描述方法和力學本構方程，基於非線性變形分析，發展可以同時描述煤岩體大變形和非連續行為的理論和數值方法。結合工程實例，分析模擬煤層變形、裂隙擴展和煤岩體破碎的過程、特徵與規律，為煤礦瓦斯高效抽采設計和增透效果評價提供有效方法和科學指導。

結題摘要

瓦斯是引發煤礦重大災害的主要因素，瓦斯抽采是防治瓦斯災害的根本途徑。我國50%以上的煤層具有低滲透、強吸附特徵，瓦斯抽采極為困難。採取保護層開採和煤層密集鑽孔等措施可有效增加煤層的透氣性，提高瓦斯抽采率，但工程中存在憑經驗作業、時效性差等問題，尚缺乏有效的科學理論指導。深部煤層增透作業中，煤岩體不僅發生非線性大變形，同時伴隨著非連續的裂隙擴展與煤岩體破碎，目前缺少有效的理論描述方法和計算分析手段。本項目針對增透煤層非連續大變形的特點，試驗研究了低滲透性煤岩的大變形力學行為和破壞機理，包括溫度-瓦斯壓作用下煤岩的閉合和啟裂應力演化規律、能量演化規律，建立了煤岩體非線性大變形描述方法和力學本構方程，基於非連續變形分析，發展了可以同時描述煤岩體大變形和非連續行為的理論和數值方法。結合工程實例，分析模擬了煤層變形、裂隙擴展和煤岩體破碎的過程、特徵與規律，為煤礦瓦斯高效抽采設計和增透效果評價提供有效方法和科學指導。