项目名称: 复杂条件下煤岩体耦合致裂基础研究

项目编号: No.51504184

项目类型: 青年科学基金项目

立项/批准年度: 2016

项目学科: 矿业工程

项目作者: 崔峰

作者单位: 西安科技大学

项目金额: 20万元

中文摘要: 复杂条件下特厚煤层高效致裂与煤岩体动力灾害的卸压防治是综放开采的基础。为此聚焦于煤岩体安全高效致裂,提出耦合致裂:在煤岩体已被注水弱化的基础上实施爆破。从煤岩表面变形和内部破坏两方面追踪耦合致裂过程中裂纹发育特征,分析水/气传导、演化规律与裂纹发育间的因果联系,在微观层面上揭示煤岩体耦合致裂机制,给出耦合致裂时裂纹的扩展准则。运用非线性动力分析LS-DYNA程序计算获得爆炸荷载并施加于注水后的模型,研究耦合状态下煤岩体的动力响应特征,探索耦合致裂后模型的承载能力演化特性。针对耦合致裂效果定量化评估,构建等效于煤岩体耦合致裂后强度的力学模型。通过完成煤岩体整体–散体的等效离散化转化,揭示耦合致裂后顶煤的垮放流动规律、离散态颗粒间的铰接关系及其对垮放程度的影响,量化装药量、注水压力和煤体垮放能力之间的映射关系,形成复杂条件下煤岩体耦合致裂技术,实现复杂条件下煤岩体耦合致裂效果的定量化评估。

中文关键词: 岩层控制;动力灾害;多场耦合;急倾斜;数值模拟

英文摘要: Extra-thick coal seam high-efficient fracturing and coal-rock dynamic disasters relief control under the complex conditions are the basis of fully mechanized top coal caving mining. Focus on safety and high efficiency coal-rock fracturing, the coupled-crack is proposed: blasting is done on the weaken coal-rock mass by water injection. From the surface deformation of coal-rock and internal damage, the crack development characteristics are tracked during the process of coupled-crack. The causal link of water/gas conduction and evolution with the crack development is analysed to reveale the coal-rock coupled-crack mechanism at the micro level and give the crack extension criterion induced by coupled-crack. Using the nonlinear dynamic analysis program LS-DYNA, explosive load is obtained and applied to the water injection model so that the dynamic response characteristics of coal-rock is studied to explore the bearing capacity evolution characteristics of model by coupled-crack. For the aim of quantitative evaluation coupled-crack effect, the mechanics model is constructed to equivalent the strength of coal-rock mass after coupled-crack. Through the accomplishment of equivalent discretization transformation for coal-mass overall-dispersion, the rules of top coal caving/flowing pattern and the articulated relationship of discrete state particles and its influence on caving are revealed. The relationship between caving/flowing capacity of coal-rock mass and the parameters of explosive load and injection water pressure is quantified, forming the technology of coal-rock mass coupled-crack and achieving the effect of quantitative assessment caused by coupled-crack in coal-rock mass under the complex conditions.

英文关键词: strata control;dynamic hazard;multifield coupling;steeply dipping;numerical simulation

成为VIP会员查看完整内容
0

相关内容

顾及时空特征的地理知识图谱构建方法
专知会员服务
53+阅读 · 2022年2月15日
【博士论文】多视光场光线空间几何模型研究
专知会员服务
21+阅读 · 2021年12月6日
【开放电子书】概率编程导论,301页pdf
专知会员服务
47+阅读 · 2021年10月21日
专知会员服务
36+阅读 · 2021年7月5日
【经典书】数理统计学,142页pdf
专知会员服务
94+阅读 · 2021年3月25日
专知会员服务
40+阅读 · 2020年12月8日
专知会员服务
44+阅读 · 2020年11月13日
【TPAMI2022】关联关系驱动的多模态分类
专知
3+阅读 · 2022年3月22日
肖新光建议:加速推进软件安全工程相关工作
CCF计算机安全专委会
0+阅读 · 2022年3月7日
AAAI 2022 | 条件局部图卷积网络用以气象预测
PaperWeekly
0+阅读 · 2022年3月5日
ToB 企业云原生持续交付的探索实践
InfoQ
0+阅读 · 2022年1月20日
【动态】中国图象图形学学会八届五次理事长会议在海口召开
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年12月28日
无人机集群对抗研究的关键问题
无人机
49+阅读 · 2018年9月16日
【材料课堂】EBSD晶体学织构基础及数据处理
材料科学与工程
32+阅读 · 2018年7月14日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2008年12月31日
Arxiv
12+阅读 · 2022年4月12日
Arxiv
13+阅读 · 2019年1月26日
Arxiv
15+阅读 · 2018年2月4日
小贴士
相关主题
相关VIP内容
顾及时空特征的地理知识图谱构建方法
专知会员服务
53+阅读 · 2022年2月15日
【博士论文】多视光场光线空间几何模型研究
专知会员服务
21+阅读 · 2021年12月6日
【开放电子书】概率编程导论,301页pdf
专知会员服务
47+阅读 · 2021年10月21日
专知会员服务
36+阅读 · 2021年7月5日
【经典书】数理统计学,142页pdf
专知会员服务
94+阅读 · 2021年3月25日
专知会员服务
40+阅读 · 2020年12月8日
专知会员服务
44+阅读 · 2020年11月13日
相关资讯
【TPAMI2022】关联关系驱动的多模态分类
专知
3+阅读 · 2022年3月22日
肖新光建议:加速推进软件安全工程相关工作
CCF计算机安全专委会
0+阅读 · 2022年3月7日
AAAI 2022 | 条件局部图卷积网络用以气象预测
PaperWeekly
0+阅读 · 2022年3月5日
ToB 企业云原生持续交付的探索实践
InfoQ
0+阅读 · 2022年1月20日
【动态】中国图象图形学学会八届五次理事长会议在海口召开
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年12月28日
无人机集群对抗研究的关键问题
无人机
49+阅读 · 2018年9月16日
【材料课堂】EBSD晶体学织构基础及数据处理
材料科学与工程
32+阅读 · 2018年7月14日
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2008年12月31日
微信扫码咨询专知VIP会员