【摘要】：本文針對深井開采高地應力、采動敏感性強和低透氣性等條件下的煤層,以采動工作面煤體為研究對象,通過現場實測、實驗室試驗和理論分析等綜合研究方法,對深井含瓦斯煤層動力災害機理與防控技術進行了全面系統研究。研究表明：受采動影響,深部開采瓦斯煤層存在氣固耦合擴容區(qū),且擴容區(qū)內瓦斯壓力易突變失穩(wěn)并受控于采動應力的耦合效應；基于Griffith裂紋擴展準則,建立了采動應力與瓦斯壓力耦合互饋的數力學模型,揭示了擴容區(qū)內瓦斯壓力突變致災機理。依據瓦斯煤層氣固耦合擴容致災機理,基于能量守恒定律,建立了含瓦斯煤擴容致災能量判據模型,提出了擴容致災安全判定指標Rk,為煤與瓦斯動力災害的監(jiān)測預警和防控技術奠定了理論基礎；針對采動工作面含瓦斯煤擴容關鍵影響因素權重的分析,依據二元離散理論,開發(fā)了深井開采煤體擴容的有效預測方法,實現了以擴容致災參數為主要指標的煤與瓦斯動力災害科學預警。以減小采動集中應力控制瓦斯煤層擴容和降低煤層采動儲能、進而實現防治煤與瓦斯動力災害為核心理念,創(chuàng)建了工作面動力災害近場防控關鍵新技術,有效解決了深井開采煤與瓦斯動力災害的防治技術難題。
【學位授予單位】：安徽理工大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TD712

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本文編號：2513436