采动诱发煤与瓦斯突出渗流-应力-损伤机理与预报指标研究

基本信息
批准号:51304235
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:25.00
负责人:王根霞
学科分类:
依托单位:山东科技大学
批准年份:2013
结题年份:2016
起止时间:2014-01-01 - 2016-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:马红章,苏宝胜,董伟强,杨学凤,刘欣然,韦妍,吴布和,王君媛,杨竹青
关键词:
数值模拟煤与瓦斯突出微震预报指标
结项摘要

This project regards methane migration and cataclysmic kinetics mechanisms in the process of coal mining as the leading line of the research, considers mechanisms of methane disasters and prevention base as the key point of the research and treats the percolation-stress-damage mechanism of coal and methane outburst caused by mining and forecasting indicators as the target of the research. Meanwhile, it uses several methods like theoretical analyses, site tests, laboratory experiments and numerical simulation to study the evolution of mining fracture field, the aggregation law of methane at the mining fracture region, the spatial and temporal distribution of the mining fracture field and the coupling law of methane migration filed. In addition, it adopts modern micro-seismic monitoring to study micro-seismic characteristics in the fracture process of coal and rock mass containing methane under different conditions and determine effective micro-seismic information and prediction technique. Based on this, it analyzes the impacts of soft stratification, regional structure coal and fault on the micro-seismic premonition and features of methane outburst, reveals spatial-temporal evolution and response laws when micro-seismic activities happen in the process in which dynamic disasters of coal and gas outburst are bred, establishes the mathematical and mechanical model for the coupling model of the percolation-stress-damage of mining coal and rock mass, realizes numerical simulations and explores the information and instability modes about the micro-seismic premonition of dynamic disasters resulted from coal and gas outburst, which provides theoretical basis for the rapid establishment of forecasting models.

本项目以煤炭开采过程中瓦斯运移及灾变的动力学机制为研究主线,以瓦斯灾害机理及预防基础为研究重点,以采动诱发煤与瓦斯突出渗流-应力-损伤机理与预报指标为研究目标,采用理论分析、现场测试、实验室实验和数值模拟等多种方法,对采动裂隙场演化、瓦斯在采动裂隙带的聚集规律以及采动裂隙场的时空分布与瓦斯流动场耦合规律研究;运用现代微震监测技术,对含瓦斯煤岩体在不同状况下的破裂过程中微震分布特征进行研究,确定有效的微震信息和预测方法。在此基础上,对软分层、区域构造煤及断层对瓦斯突出微震前兆特征的影响进行分析,揭示煤与瓦斯突出动力灾害孕育过程中的微震活动时空演化与响应规律,并建立采动煤岩体渗流-应力-损伤耦合模型,实现数值模拟,探寻煤与瓦斯突出动力灾害的微震前兆信息和失稳模式,为建立快速预报模型提供理论依据。

项目摘要

本项目以煤炭开采过程中瓦斯运移及灾变的动力学机制为研究主线,以瓦斯灾害机理及预防基础为研究重点,以采动诱发煤与瓦斯突出渗流-应力-损伤机理与预报指标为研究目标,采用理论分析、现场测试、实验室实验和数值模拟等多种方法,对采动裂隙场演化、瓦斯在采动裂隙带的聚集规律以及采动裂隙场的时空分布与瓦斯流动场耦合规律研究;建立采动煤岩体渗流-应力-损伤耦合模型,针对煤与瓦斯突出由多因素共同作用的地质现象,对影响煤与瓦斯突出的的相关因素进行分析,采用层次分析法,引入悲观度指数,改进和优化区间数层次分析模型,并通过增加约束条件,给出了满足一致性逼近要求的区间数判断矩阵的构建过程及矩阵,通过带有风险偏好信息的区间数互反判断矩阵的权重求解,确定影响煤与瓦斯突出因素的权重系数,为煤与瓦斯突出预测和防治提供科学依据。在本项目的资助下,发表学术期刊论文5篇,其中,EI收录4篇,联合培养硕士研究生2名。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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