巨厚砾岩条件下断层应力采动效应及对煤岩动力灾害的作用机制

基本信息
批准号:51504015
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:20.00
负责人:王涛
学科分类:
依托单位:北京科技大学
批准年份:2015
结题年份:2018
起止时间:2016-01-01 - 2018-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:由爽,蒋华,郭玉超,刘翔宇
关键词:
断层巨厚砾岩动力灾害采动效应
结项摘要

The engineering background of the current application is the mechanism of fault reactivation and the coal bumps it leaded. The non-linear behavior of coal bumps and mechanism of fault reactivation can not be obtained by the current test method of theories, that is the key scientific issues of this current application. This project focuses on the fault stress evolution law of surrounding rock by the mining effect and action mechanism of coal and rock dynamic disasters. Two similar model experiments were taken to simulate the stoping face with a fault. The evolutions of the fault stress and abutment stress response to the transient process of fault slip were both studied, meanwhile, summarized mechanism of the fault reactivation caused by mine-induced stress. Based on the double shear friction method, sliding friction experiment was designed for rock and coal samples to simulate the fault reactivation and destabilization of coal and rock structure combination. In the experiment, the thesis studied the prerequisites of instability sliding, the sliding type under certain conditions, displacement evolution and acoustic emission characteristics with the sliding process. Mathematical model was built to describe the fault sliding. Based on the coal deformation and failure characteristics, the model can fit the attenuation creep and accelerated creep pattern. Fourth, numerical means was used to study the law of fault reactivation influenced by the exploitation way, giving a supplement and verification of the conclusions of the indoor experiment.

以巨厚砾岩条件下断层构造区域冲击地压发生机理为背景,针对现有实验方法和理论不能揭示采动诱发断层活化机制及煤岩非线性力学行为的现状,围绕开采扰动条件下地质构造区域煤岩冲击失稳机理这一关键科学问题,研究断层围岩应力演化规律的采动效应及对煤岩动力灾害的作用机制。通过2组含断层的工作面开采相似模型实验,研究开采过程中断层应力状态的演化规律,分析开采活动导致断层活化的机理以及断层滑移瞬态过程煤体支承压力的动态响应;利用双面剪切试验法对多种岩性的煤岩组合试样进行滑动摩擦实验,模拟断层的活化错动和煤岩结构的滑动突出,研究煤岩组合样本产生失稳滑动的条件、特定条件下的滑动类型以及滑动过程的位移演化和声发射特征;据此建立以流变模型组合元件为基础的描述断层失稳滑动规律的力学模型,并将其转化为数值计算本构关系,研究不同开采方式下断层活化特征;最终揭示开采扰动、断层活化及煤岩冲击失稳之间的作用机理。

项目摘要

冲击地压是发生在矿山开采中的一类煤岩动力现象,往往会带来巨大的损失和次生灾害。冲击地压因其发生原因复杂,影响因素多,发生突然,破坏性大而成为矿山岩石力学、矿山压力研究中的重大课题之一。.根据冲击地压发生的统计规律,在地质构造发育的区域往往更容易发生冲击地压灾害,断层便是其中一种重要的诱发冲击地压的构造。由断层活化诱发的冲击地压往往具有破坏性强、冲击范围大、发生突然而猛烈的特点,造成巨大的破坏和严重的后果。对于断层方面的研究,地震学家们对各种形式的断层模型做了相关研究,并取得了一系列成果,但这些仅限于断层结构在地震学上的意义,并不涉及开采扰动或采场覆岩运动等对断层结构的影响以及开采扰动、断层活化、工作面冲击这三者之间的作用联系。.通过实验室实验、数值计算、理论分析和现场实践相结合的研究方法,对断层诱发冲击地压的发生机理和防治手段进行了研究,通过断层影响下工作面过回采的相似实验模型,研究开采过程中断层应力状态和滑动位移的演化规律,分析开采活动导致断层活化的机理以及断层滑移瞬态过程煤体支承压力的动态响应;利用双面剪切法对多种岩性的煤岩组合试样进行滑动摩擦实验,模拟断层的活化错动和煤岩结构的滑动突出,研究煤岩组合样本失稳滑动的产生条件、特定条件下的滑动类型以及滑动过程位移演化和声发射特征;根据实验获得的煤岩组合结构变形和破坏特征,建立以流变模型为基础的断层失稳滑动数学模型,实现了断层失稳滑动过程的拟合;运用数值计算的手段,研究开采方式对断层活化规律的影响,补充并验证了相似模型实验的结论;以现场的冲击地压案例分析断层影响下的冲击地压发生规律,评价多参量监测预警方法和解危措施。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

基于一维TiO2纳米管阵列薄膜的β伏特效应研究

基于一维TiO2纳米管阵列薄膜的β伏特效应研究

DOI:10.7498/aps.67.20171903
发表时间:2018
2

特斯拉涡轮机运行性能研究综述

特斯拉涡轮机运行性能研究综述

DOI:10.16507/j.issn.1006-6055.2021.09.006
发表时间:2021
3

中国参与全球价值链的环境效应分析

中国参与全球价值链的环境效应分析

DOI:10.12062/cpre.20181019
发表时间:2019
4

感应不均匀介质的琼斯矩阵

感应不均匀介质的琼斯矩阵

DOI:10.11918/j.issn.0367-6234.201804052
发表时间:2019
5

敏感性水利工程社会稳定风险演化SD模型

敏感性水利工程社会稳定风险演化SD模型

DOI:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2021.04.003
发表时间:2021

王涛的其他基金

批准号:11101125
批准年份:2011
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81360449
批准年份:2013
资助金额:45.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:81773003
批准年份:2017
资助金额:52.00
项目类别:面上项目
批准号:11801553
批准年份:2018
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51573060
批准年份:2015
资助金额:63.00
项目类别:面上项目
批准号:81101774
批准年份:2011
资助金额:22.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61101157
批准年份:2011
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61401266
批准年份:2014
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:30370990
批准年份:2003
资助金额:23.00
项目类别:面上项目
批准号:39970526
批准年份:1999
资助金额:10.00
项目类别:面上项目
批准号:81870693
批准年份:2018
资助金额:57.00
项目类别:面上项目
批准号:61904024
批准年份:2019
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:11144008
批准年份:2011
资助金额:35.00
项目类别:专项基金项目
批准号:20862007
批准年份:2008
资助金额:26.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:11601326
批准年份:2016
资助金额:18.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81372061
批准年份:2013
资助金额:70.00
项目类别:面上项目
批准号:51708468
批准年份:2017
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51476167
批准年份:2014
资助金额:80.00
项目类别:面上项目
批准号:81170593
批准年份:2011
资助金额:58.00
项目类别:面上项目
批准号:41471223
批准年份:2014
资助金额:80.00
项目类别:面上项目
批准号:51905372
批准年份:2019
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51676169
批准年份:2016
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:21774097
批准年份:2017
资助金额:64.00
项目类别:面上项目
批准号:51506115
批准年份:2015
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:60877040
批准年份:2008
资助金额:37.00
项目类别:面上项目
批准号:31101062
批准年份:2011
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81502035
批准年份:2015
资助金额:18.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:41706002
批准年份:2017
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:11204115
批准年份:2012
资助金额:30.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:11826035
批准年份:2018
资助金额:8.00
项目类别:数学天元基金项目
批准号:51874014
批准年份:2018
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:U1810128
批准年份:2018
资助金额:61.00
项目类别:联合基金项目
批准号:81071021
批准年份:2010
资助金额:35.00
项目类别:面上项目
批准号:71701206
批准年份:2017
资助金额:18.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61804036
批准年份:2018
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:20576058
批准年份:2005
资助金额:23.00
项目类别:面上项目
批准号:41772233
批准年份:2017
资助金额:59.00
项目类别:面上项目
批准号:51678538
批准年份:2016
资助金额:62.00
项目类别:面上项目
批准号:81871188
批准年份:2018
资助金额:57.00
项目类别:面上项目
批准号:81172289
批准年份:2011
资助金额:55.00
项目类别:面上项目
批准号:61671011
批准年份:2016
资助金额:50.00
项目类别:面上项目
批准号:40576047
批准年份:2005
资助金额:33.00
项目类别:面上项目
批准号:21262018
批准年份:2012
资助金额:50.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:11926347
批准年份:2019
资助金额:10.00
项目类别:数学天元基金项目
批准号:81673703
批准年份:2016
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:31800648
批准年份:2018
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51006101
批准年份:2010
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:40971162
批准年份:2009
资助金额:55.00
项目类别:面上项目
批准号:11026078
批准年份:2010
资助金额:3.00
项目类别:数学天元基金项目
批准号:21502110
批准年份:2015
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:11303014
批准年份:2013
资助金额:26.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51306161
批准年份:2013
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:41902142
批准年份:2019
资助金额:22.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51604265
批准年份:2016
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:21803029
批准年份:2018
资助金额:27.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51008287
批准年份:2010
资助金额:19.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:U1633104
批准年份:2016
资助金额:36.00
项目类别:联合基金项目
批准号:90714006
批准年份:2007
资助金额:215.00
项目类别:重大研究计划
批准号:51863015
批准年份:2018
资助金额:40.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:41671403
批准年份:2016
资助金额:63.00
项目类别:面上项目
批准号:61300071
批准年份:2013
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:71602132
批准年份:2016
资助金额:17.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:30971782
批准年份:2009
资助金额:26.00
项目类别:面上项目
批准号:81201678
批准年份:2012
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:41205051
批准年份:2012
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:30870412
批准年份:2008
资助金额:30.00
项目类别:面上项目
批准号:41375040
批准年份:2013
资助金额:70.00
项目类别:面上项目
批准号:81403154
批准年份:2014
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:11202195
批准年份:2012
资助金额:26.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:50975025
批准年份:2009
资助金额:38.00
项目类别:面上项目
批准号:12126502
批准年份:2021
资助金额:48.00
项目类别:数学天元基金项目
批准号:31802260
批准年份:2018
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:30400546
批准年份:2004
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61703345
批准年份:2017
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61805285
批准年份:2018
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51378478
批准年份:2013
资助金额:80.00
项目类别:面上项目
批准号:51408610
批准年份:2014
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:60771035
批准年份:2007
资助金额:25.00
项目类别:面上项目
批准号:31571587
批准年份:2015
资助金额:68.00
项目类别:面上项目
批准号:51375045
批准年份:2013
资助金额:80.00
项目类别:面上项目
批准号:41901011
批准年份:2019
资助金额:26.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:21176236
批准年份:2011
资助金额:54.00
项目类别:面上项目
批准号:61376055
批准年份:2013
资助金额:90.00
项目类别:面上项目
批准号:81801068
批准年份:2018
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81671260
批准年份:2016
资助金额:52.00
项目类别:面上项目
批准号:71571109
批准年份:2015
资助金额:48.70
项目类别:面上项目
批准号:11404231
批准年份:2014
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81874165
批准年份:2018
资助金额:58.00
项目类别:面上项目
批准号:11574122
批准年份:2015
资助金额:65.00
项目类别:面上项目
批准号:21763023
批准年份:2017
资助金额:38.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:81670891
批准年份:2016
资助金额:58.00
项目类别:面上项目
批准号:81502696
批准年份:2015
资助金额:18.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:U1333121
批准年份:2013
资助金额:40.00
项目类别:联合基金项目
批准号:81572539
批准年份:2015
资助金额:65.00
项目类别:面上项目
批准号:38970614
批准年份:1989
资助金额:2.50
项目类别:面上项目
批准号:41103017
批准年份:2011
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31901602
批准年份:2019
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61502110
批准年份:2015
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:41272220
批准年份:2012
资助金额:83.00
项目类别:面上项目
批准号:81201030
批准年份:2012
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:30901482
批准年份:2009
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:21076111
批准年份:2010
资助金额:35.00
项目类别:面上项目
批准号:61502512
批准年份:2015
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:30830077
批准年份:2008
资助金额:160.00
项目类别:重点项目
批准号:81001455
批准年份:2010
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81700426
批准年份:2017
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51465015
批准年份:2014
资助金额:48.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:51409243
批准年份:2014
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:20676012
批准年份:2006
资助金额:28.00
项目类别:面上项目
批准号:60875019
批准年份:2008
资助金额:29.00
项目类别:面上项目
批准号:U1404205
批准年份:2014
资助金额:30.00
项目类别:联合基金项目
批准号:81701888
批准年份:2017
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31700678
批准年份:2017
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61673048
批准年份:2016
资助金额:62.00
项目类别:面上项目
批准号:31902185
批准年份:2019
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51601144
批准年份:2016
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81601643
批准年份:2016
资助金额:17.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:11601398
批准年份:2016
资助金额:19.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:71861006
批准年份:2018
资助金额:26.30
项目类别:地区科学基金项目
批准号:51675040
批准年份:2016
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:41575086
批准年份:2015
资助金额:70.00
项目类别:面上项目
批准号:81571298
批准年份:2015
资助金额:57.00
项目类别:面上项目
批准号:30300302
批准年份:2003
资助金额:19.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61201449
批准年份:2012
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51179209
批准年份:2011
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:61904002
批准年份:2019
资助金额:26.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:50902114
批准年份:2009
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:40072064
批准年份:2000
资助金额:22.00
项目类别:面上项目
批准号:71502145
批准年份:2015
资助金额:17.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61172033
批准年份:2011
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:41102165
批准年份:2011
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:30870866
批准年份:2008
资助金额:32.00
项目类别:面上项目
批准号:51876203
批准年份:2018
资助金额:58.00
项目类别:面上项目
批准号:81472633
批准年份:2014
资助金额:75.00
项目类别:面上项目
批准号:21504065
批准年份:2015
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:20076022
批准年份:2000
资助金额:13.00
项目类别:面上项目
批准号:39270776
批准年份:1992
资助金额:5.20
项目类别:面上项目
批准号:60477024
批准年份:2004
资助金额:25.00
项目类别:面上项目
批准号:51672216
批准年份:2016
资助金额:62.00
项目类别:面上项目
批准号:40602026
批准年份:2006
资助金额:29.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51905002
批准年份:2019
资助金额:27.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:21562026
批准年份:2015
资助金额:40.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:31100787
批准年份:2011
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31270201
批准年份:2012
资助金额:78.00
项目类别:面上项目
批准号:60806021
批准年份:2008
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61802188
批准年份:2018
资助金额:26.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:29000027
批准年份:1990
资助金额:3.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:11601013
批准年份:2016
资助金额:19.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:40472101
批准年份:2004
资助金额:37.00
项目类别:面上项目
批准号:11801216
批准年份:2018
资助金额:22.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81200972
批准年份:2012
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:39600101
批准年份:1996
资助金额:11.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:41404037
批准年份:2014
资助金额:26.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81471305
批准年份:2014
资助金额:100.00
项目类别:面上项目
批准号:21776161
批准年份:2017
资助金额:64.00
项目类别:面上项目
批准号:61404085
批准年份:2014
资助金额:28.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61775064
批准年份:2017
资助金额:63.00
项目类别:面上项目
批准号:81173524
批准年份:2011
资助金额:56.00
项目类别:面上项目
批准号:30701006
批准年份:2007
资助金额:17.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51203052
批准年份:2012
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51408274
批准年份:2014
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51605450
批准年份:2016
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81460105
批准年份:2014
资助金额:47.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:51375354
批准年份:2013
资助金额:75.00
项目类别:面上项目
批准号:41572313
批准年份:2015
资助金额:75.00
项目类别:面上项目
批准号:41774046
批准年份:2017
资助金额:70.00
项目类别:面上项目
批准号:51408145
批准年份:2014
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81572597
批准年份:2015
资助金额:45.00
项目类别:面上项目
批准号:21176016
批准年份:2011
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:30901558
批准年份:2009
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81773175
批准年份:2017
资助金额:55.00
项目类别:面上项目
批准号:31171211
批准年份:2011
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:31800436
批准年份:2018
资助金额:22.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51602153
批准年份:2016
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51477146
批准年份:2014
资助金额:74.00
项目类别:面上项目
批准号:50609031
批准年份:2006
资助金额:22.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31601022
批准年份:2016
资助金额:19.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:21762025
批准年份:2017
资助金额:38.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:41001262
批准年份:2010
资助金额:18.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81302451
批准年份:2013
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目

相似国自然基金

1

采动煤岩地质环境劣化诱发矿山动力灾害机理研究

批准号:40638040
批准年份:2006
负责人:唐春安
学科分类:D0705
资助金额:150.00
项目类别:重点项目
2

采动应力作用下煤-岩界面拉伸断裂特性及裂纹扩展机制

批准号:51904092
批准年份:2019
负责人:陈岩
学科分类:E0404
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
3

巨厚煤层重复采动覆岩结构演变及其控制机理研究

批准号:51474206
批准年份:2014
负责人:王旭锋
学科分类:E0405
资助金额:80.00
项目类别:面上项目
4

上覆巨厚砾岩与断层耦合作用下冲击地压机理研究

批准号:51474013
批准年份:2014
负责人:宋义敏
学科分类:E0408
资助金额:83.00
项目类别:面上项目