煤和瓦斯突出发生理论及数值预测方法研究

成果名称

煤和瓦斯突出发生理论及数值预测方法研究

申报单位

名称

辽宁工程技术大学

通迅地址

辽宁省阜新市中华路47号

邮政编码

123000

联系人

彭连会

电话（区号）

0418-3350141

电子信箱

传真（区号）

0418-2828772

成果完成单位

1．辽宁工程技术大学       2．       3．

成果类别

新技术        新工艺      √新方法        新设计

  新产品        新材料        新品种        其  他

成果水平

国际领先    √国际先进      国内领先      国内先进

成果来源

国家计划    √省部计划      其  他

成果评价方式

鉴  定      √验  收        专  利        其  他

成

果

简

介

（主要包括：立项背景、成果特点，创新性，成果水平，应用效果及推广前景等，2000字）

煤和瓦斯突出是煤矿井下受采矿活动影响，含瓦斯煤岩体发生失稳破坏而产生的动力现象。它迄今为止仍是世界上煤矿矿井中最为严重的灾害。国内外长期防治煤和瓦斯突出的实践证明，要对煤和瓦斯突出进行预测，而预测的关键在于建立煤和瓦斯突出的发生理论和数学模型。煤和瓦斯突出的发生理论一直是煤炭科学研究的重点，也是至今未得到解决的科学难题之一。

1．根据煤和瓦斯突出是在瓦斯流体参与和作用下煤体突然破坏、破碎和瓦斯大量涌出而发生的动力现象，提出了煤和瓦斯突出发生的固流耦合失稳理论。

2．自行设计和研制了实验装置，通过实验研究瓦斯渗流在煤变全过程对煤的力学性质及力学响应的影响。为研究没和瓦斯的固流耦合作用提供了物理基础。

3．研究了煤体在变形全过程中，瓦斯对煤体渗流系数与煤体变形关系，给出了数学关系式。

4．在上述几项研究的基础上，提出了能够反映煤和瓦斯突出发生个主要物理量之间的相互关系、相互作用的数学模型。

5．研究了数学模型的数值解法，编制了计算程序，形成了能够对煤和瓦斯突出进行数值预测的软件，并对实例进行了计算分析。

6．利用此软件对煤层的突出发生情况进行预测，其结果达到非突出危险区占突出危险煤层面积的80%以上，突出危险区站突出煤层总面积的20%--30%。不发生突出的准确率100%，发生的准确率为60%。

本项目所建立的煤和瓦斯突出的固流耦合失稳理论是突出发生理论上的突破，其数值预测方法将为突出的区域预测提供了一种新方法，将使我国在这方面的研究达到世界领先水平。

本项目研究所取得的成果，将煤和瓦斯突出的研究从定性逐步走向定量，为突出的预测和防治提供理论指导。本项目提出的突出数值预测方法为突出的区域预测提供了一个新手段。改变目前突出防治面貌，从以治为主转为以防为住，总治标转为治本，改变在突出治理工作中，只从经验出发的落后面貌，使防治逐步走向科学化。本项目提供的软件，可以在开采前对过程中煤和瓦斯突出的发生情况做出预测，以便选择突出发生危险最小的开采工艺方案，尽可能减少生产中采取防治措施，节省防治费用，提高生产效率，达到既经济而以有效地防治突出灾害。该软件，对于大学本科毕业或相当水平的工程技术人员经过短期培训，既可使用。本项目应用前景广阔，在目前计算机普及的情况下，一般矿井均可使用。