煤炭深部开采中的动力灾害机理与防治基础研究

作者:发布时间:2010-05-10浏览次数:4083

 

项目名称:      煤炭深部开采中的动力灾害机理与防治基础研究

首席科学家:    姜耀东

主要科研骨干:   窦林名 刘长武 潘一山 鞠杨 康立军

经费预算金额:     2700

国家重大需求:

煤炭是我国的基础能源,但煤炭资源条件较差,90%以上的煤炭产量来自于地下开采。随着开采深度的加大和赋存条件的恶化,深部煤炭开采的力学环境、煤岩体的组织结构、基本力学行为和破坏特征及工程响应与浅部明显不同,同时深部大空间快速推采的开采模式导致采动应力场的时空关系和动力学特征更加复杂,更易诱发冲击地压、顶板大面积来压、矿震等动力灾害,造成严重破坏和大量人员伤亡。近年统计数据表明:煤矿开采中的动力灾害事故(指冲击地压、顶板大面积来压、矿震)造成的死亡人数超过瓦斯灾害事故死亡人数,居煤矿各类事故之首,而且还可能诱发其它煤矿重大事故(如瓦斯突出和爆炸),严重制约了煤炭的高效安全开采。因此,开展煤炭深部开采中的动力灾害机理与防治基础研究,对于保证我国煤炭工业的持续、安全发展,保障能源的安全供给具有重要意义,也是建立以人为本和谐社会的必要条件。

本项目针对煤炭深部开采中的动力灾害问题,重点研究动力灾害的发生机理及预警防治理论,揭示动力灾害的发生机制和时空演化规律,为深部煤矿安全开采提供关键理论与技术保障,具有基础性、普遍性和前瞻性,符合国家能源安全的重大战略需求。

拟解决的关键科学问题:

(1) 地质赋存条件对深部煤矿动力灾害的作用机制及量化分析方法;

(2) 深部断续煤岩体的变形破坏规律和工程动力响应特征;

(3) 采动应力分布和能量场的时空演化规律与多因素耦合致灾机理;

(4) 深部煤矿动力灾害的多参量监测预警与防治的理论与方法。

主要研究内容:

(1) 深部煤矿动力灾害的地质构造条件、原岩应力特征及相互作用机制;

(2) 深部断续煤岩体的变形破坏规律及其动力响应特征;

(3) 深部采动应力场时空分布规律及对动力灾害孕灾过程的控制机理;

(4) 深部开采过程中能量场的时空演化规律与多因素耦合致灾机理;

(5) 深部煤矿动力灾害的监测预警理论与综合防治方法。

总体目标:

(1) 建立地质赋存条件与深部动力灾害相关性的量化分析模型;

(2) 揭示高应力和强卸荷共同作用下组合煤岩体变形破坏过程中的动力响应特征;

(3) 揭示深部煤岩动力灾害多因素耦合致灾机理和时空演化规律;

(4) 提出煤矿深部动力灾害预测与主动解危的理论和方法。

课题设置:

课题一 深部煤矿动力灾害的地质构造条件、原岩应力场特征及探测方法;

课题二 深部断续煤岩体的变形破坏规律和工程动力响应特征;

课题三 深部采动应力场时空分布规律及对动力灾害孕灾过程的控制机理;

课题四 深部煤矿动力灾害的多因素耦合致灾机理与能量积聚释放规律;

课题五 深部煤岩动力灾害的前兆信息特征与监测预警理论;

课题六 深部煤矿动力灾害的综合防治理论与解危方法。


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