基于流-固蚀损裂隙演化和非Darcy渗流突变的采动岩体稳定性理论

瓦斯和水害事故在煤矿重特大事故中所占比例最高，死亡人数也最多。而高压（势）渗流源、岩体裂隙及裂隙贯通是瓦斯和水害事故发生的三个基本条件。岩层破断、岩体结构破裂等是裂隙形成和演化的前提，流-固耦合作用能加速裂隙扩展，破碎岩体的渗透率远高于孔隙渗透率，其中的渗流多为非Darcy流，而最终导致事故的直接原因是采动破碎岩体流-固耦合动力系统的突变失稳。本项研究拟利用关键层理论和采动岩体渗流理论，通过物理模拟、现场测试、试验、动力系统分析和数值模拟等手段，建立采动岩层破断、岩体破裂运动与裂隙分布演化间的关系，揭示采动岩体流-固耦合蚀损致裂和非Darcy渗流突变规律，发展采动岩体流-固耦合动力系统突变失稳理论，从机理层面上确定瓦斯和水害事故的形成规律和成灾条件。