[00138632]基于采动裂隙场变化的煤与甲烷共采基础理论

我国蕴藏着丰富的煤与甲烷（瓦斯）资源,但大部分矿区煤层瓦斯渗透率较低,煤层甲烷预抽效果较差,应利用采动影响来抽采瓦斯。项目研究对于寻求高效的卸压瓦斯抽采方法及配套工程体系提供了理论依据。 项目从分析含瓦斯煤岩体微结构特征入手,分析了含瓦斯煤岩体的渗透特性,探讨了采动影响下覆岩应力应变演化、渗透性演化与卸压瓦斯渗流的宏观形态,得到上覆岩层形成的采动裂隙椭抛带时空演化与分布特征以及相关模型参数。将采动岩体力学、关键层理论与多孔介质流体动力学等理论相结合,建立了卸压瓦斯在采动裂隙中运移的升浮—扩散数学模型,得出卸压瓦斯运移与采动裂隙动态演化耦合关系。通过将瓦斯抽采钻孔终点（或抽采巷道终口）布置在采动裂隙椭抛带中,实现了工作面采煤与连续抽采卸压瓦斯同步推进,为实现煤与瓦斯共采提供了理论依据。 项目研究成果可为优化卸压瓦斯抽采系统布置,寻求效果显著的瓦斯抽采方法及配套的工程体系提供理论依据。项目研究成果已在3个高瓦斯矿井进行了煤与甲烷共采技术验证,有效指导了煤矿现场的瓦斯抽采工作,实现了矿井的安全生产,具有良好的社会和经济效益。依托本项目内容,共发表论文20余篇,培养10余名博、硕士研究生,作为项目的进一步延续已获批国家自然科学基金面上项目1项,获2009年度西安科技大学科技进步一等奖和2010年陕西高等学校科学技术二等奖。