课题一、采动过程中破断煤岩体的结构特征及联通性规律
1、研究内容
(1)深部高强开采条件下采动煤岩体块度分布、裂隙网络特征及尺度律研究
利用现场观测、物理模拟和高分辨率工业CT扫描,在实验室尺度下识别并提取采动煤岩体裂隙网络结构的形态、统计分布特征(包括数量、尺寸、空间位置等)、碎裂块度分形分布和拓扑性质,表征开采条条件下破断煤岩体裂隙网络、块度分布和演化模式的控制函数或特征函数,瓦斯渗透裂隙尺度-数量和开度-数量关系,采动煤岩体裂隙网络的统计特征、尺度律。
(2)深部高强开采条件下采动裂隙场时空演化规律
分析深部采动岩体裂隙网络的分形性,研究分形裂隙网络随开采空间、岩石性质以及工作面推进度的时空演化规律,采动煤岩体裂隙网络时空演化模型,以及相应的三维渗透裂隙网络模型。引入逾渗模型和重整化群方法,研究采动煤岩体裂隙场拓扑结构突变特征量,采动煤岩体裂隙网络几何相变模型。
(3)深部高强开采条件下破断煤岩体采动裂隙场的分形网络模型
基于采动煤岩体裂隙网络结构的空间形态、统计分布、分形特征、尺度律及拓扑性质等特征函数以及裂隙网络特征相关性的控制方程,利用分形统计和结构优化算法,通过破断煤岩体裂隙网络结构的特征函数与相关性控制方程,构建具有与破断煤岩体一致裂隙网络结构形态、统计分布特征和拓扑性质的采动裂隙结构的三维分形网络模型。在此基础上,利用三维分形网络模型与方法分析采动条件下破断煤岩体裂隙网络结构模型,初步实现采动煤岩体裂隙场与瓦斯流动过程的动态仿真分析。
2、研究目标
(1)揭示深部高强集约化生产条件下含瓦斯煤岩体在实验室尺度下的破断结构特征、深部采动煤岩体裂隙网络的尺度特征;
(2)获得采动煤岩体块度分布、裂隙网络的尺度特征及演化机制、不同工作面推进度条件下采动煤岩体块度分布、裂隙网络尺度律的时空演化规律;
(3)建立采动煤岩体块度与裂隙网络演化模型、深部煤岩体采动裂隙场的生成理论,并发展相应的反演方法;
(4)在国际国内重要科学刊物上发表SCI、EI论文20-25篇,出版学术专著1部,培养硕、博士研究生20名。
3、承担单位:四川大学、中国矿业大学(北京)
4、课题负责人:谢和平
5、课题参加人员:周宏伟、鞠杨、黎立云、张茹

主办单位: 973项目管理办公室
地址:江苏省徐州市中国矿业大学文昌校区综合楼605,邮编:221008
电话:0516-83885091,传真:0516-83885091

 
Powered by PageAdmin CMS Free Version