《突出煤體的粉化破壞機理研究》是依託重慶大學，由李勇擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：突出煤體的粉化破壞機理研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：李勇
- 依託單位：重慶大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
煤體的破壞機理及其與瓦斯的相互作用是研究煤與瓦斯動力災害的主要科學問題。本項目基於突出前煤體已經歷複雜的應力路徑、瓦斯解吸促進煤體破壞的認識，緊密結合工程實際，以設備研發及相關實驗為基礎，以數學力學理論分析、數值仿真、相似材料模擬等手段，開展突出煤體粉化破壞機理研究。研究內容有：(1)基於不同開採條件下擾動區煤體應力動態演化路徑，開展含瓦斯煤體靜態應力作用下實驗研究，分析煤體破壞過程，得出煤體突出前的損傷狀態；(2)煤體解吸瓦斯變形實驗及其在煤體破壞過程中的促進作用，分析殘餘變形對煤體破壞程度的標度；(3)研製實現高壓瓦斯及應力瞬態卸載煤體變形破壞實驗系統，開展不同破壞程度煤體不同應力瞬態卸載、不同瓦斯壓力瞬態卸載及應力和瓦斯壓力同時瞬態卸載實驗。研究成果對深入了解煤與瓦斯突出機理及突出發展過程具有重要作用，並為有效控制瓦斯災害和開發相應的防治技術奠定理論和技術基礎。
結題摘要
本項目基於突出前煤體已經歷複雜的應力路徑、瓦斯解吸促進煤體破壞的認識，以數學力學理論分析、數值仿真、相似材料模擬等手段，開展突出煤體粉化破壞機理研究。主要進行了以下工作：（1）採用數值模擬、相似模擬方法研究了採區圍岩應力分布及其動態演化特徵，以及多煤層開採過程中上覆岩層的移動規律、破壞規律、垮落形態、地表下沉機制；（2）建立了煤體破壞過程的應變軟化模型，得出了鑽孔圍岩破壞區、塑性區和彈性區範圍，計算了複合應力作用下裂紋尖端應力強度因子；（3）通過圖像處理技術提取煤體破壞過程裂紋特徵參數，並建立煤體的脆性破壞本構模型；（4）利用場發射環境掃描電鏡，研究了水在煤體中的賦存狀態及其動態變化過程，建立了水分對煤體孔隙率、滲透率影響的數學模型；（5）基於工作面前方應力變化及煤體破壞過程，建立了煤體-瓦斯固流耦合模型，研究了瓦斯在煤體中的流動規律；（6）研究了巷道破壞區範圍及其矸石堆支護特性，軟弱頂板破壞特徵及其支護技術。
