深部采动作用下含瓦斯煤失稳破坏特性及瓦斯运移规律研究

深部开采活动将导致深部煤岩所受的高地应力、高瓦斯压力被卸除，这将更容易诱发煤岩体失稳破坏从而造成的矿井灾害，这已逐渐成为制约我国深部矿井开采活动的主要因素之一。因此，开展深部采动作用下含瓦斯煤失稳破坏特性及对瓦斯运移规律产生的影响研究非常必要。本项目拟采用理论分析与试验研究的方法，以卸压作用模拟深部采动影响，针对深部采动作用下含瓦斯煤失稳过程中失稳破坏特性、裂隙演化规律、煤内瓦斯运移规律进行研究，建立可表征深部采动作用下含瓦斯煤变形特性的本构关系及失稳破坏判定准则，获得深部开采采动对煤体内瓦斯运移特征的影响规律，为实施深部煤与瓦斯共采、预防深部开采矿井瓦斯灾害提供理论支持。

本项目在三年的执行期内开展了系统实验室试验研究、数值模拟研究工作。从理论上，掌握了含瓦斯煤体在卸除轴压、围压条件下力学性质的演化规律，归纳总结出了可以表征其应力-应变关系的拟合数学关系式，建立了可表征其变形特点的本构方程；掌握含瓦斯煤体在卸除轴压、围压条件下各主要力学参数的演化规律，并找到了应力卸除量与各力学参数演化的耦合关系，并建立了数学表达式；掌握了含瓦斯煤体在卸除轴压、围压条件下其内瓦斯流动特性的演化规律，建立了应力卸除量与瓦斯流动速度变化的耦合关系，并提出了一种基于孔隙裂隙结构几何长轴与应力、瓦斯流动方向关系的影响瓦斯流动假说；掌握了三轴应力环境下块煤的瓦斯放散规律、瓦斯压力对之的影响规律，建立了可描述其演化规律的数学表达式。在本项目的执行期内，项目组成员先后有10余人参加国际、国内学术交流，并作大会报告1次；共培养研究生4名，其中已毕业1名，在读硕士研究生3名；项目主持人职称晋升为副教授、入选青年骨干教师出国研修计划、担任多个期刊的编委、审稿专家、担任多个科技奖励评选的函评、会评专家；在国际国内重要学术期刊共发表学术论文16篇，其中SCI收录1篇、期刊EI收录7篇；申报专利3项，其中发明专利2项，软件著作权1项。