突出煤体的粉化破坏机理研究

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基本信息

  • 批准号:
    51404046
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    25.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0405.矿山开采工程
  • 结题年份:
    2017
  • 批准年份:
    2014
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2015-01-01 至2017-12-31

项目摘要

The coal damage mechanism and gas interaction are main scientific issues for research coal and gas outburst. Based on the knowledge of the pre-outburst coal that has undergone the complex stress path, and gas desorption promoting coal damage, intensively combined the practice of coal excavation, based on the development of equipment and related experiments, mathematical and mechanical theoretical analysis, numerical simulation and similar material experiment research on the pulverization mechanism of outburst coal. The main research contents include: 1) Based on different mining conditions and the dynamic evolution path of the coal stress in disturbe area, experimental studies are carried out under the circumstance of coal static stress effect with gas, the coal damage process is analyzed, prominent damage state is obtained; 2) The experiments for deformation of coal and gas desorption, as well as its role in promoting the coal destruction process, and the extent of residual deformation of scale coal destruction is analyzed; 3) The experiemental system for realization of high-pressure gas system stress testing transient unloading coal deformation damage is developed, different stress transient unloading coal for varying degrees of damage is carried out, the experiments of different gas pressure transient unloading and transient stress as well as gas pressure while unloading are conducted. The results of this research have significant meanings in understanding the mechanism and process of coal and gas outburst, also lay theoretical and technical basis for effective control for gas disaster, and to development appropriate strategies for gas disaster prevention .
煤体的破坏机理及其与瓦斯的相互作用是研究煤与瓦斯动力灾害的主要科学问题。本项目基于突出前煤体已经历复杂的应力路径、瓦斯解吸促进煤体破坏的认识,紧密结合工程实际,以设备研发及相关实验为基础,以数学力学理论分析、数值仿真、相似材料模拟等手段,开展突出煤体粉化破坏机理研究。研究内容有:1)基于不同开采条件下扰动区煤体应力动态演化路径,开展含瓦斯煤体静态应力作用下实验研究,分析煤体破坏过程,得出煤体突出前的损伤状态;2)煤体解吸瓦斯变形实验及其在煤体破坏过程中的促进作用,分析残余变形对煤体破坏程度的标度;3)研制实现高压瓦斯及应力瞬态卸载煤体变形破坏实验系统,开展不同破坏程度煤体不同应力瞬态卸载、不同瓦斯压力瞬态卸载及应力和瓦斯压力同时瞬态卸载实验。研究成果对深入了解煤与瓦斯突出机理及突出发展过程具有重要作用,并为有效控制瓦斯灾害和开发相应的防治技术奠定理论和技术基础。

结项摘要

本项目基于突出前煤体已经历复杂的应力路径、瓦斯解吸促进煤体破坏的认识,以数学力学理论分析、数值仿真、相似材料模拟等手段,开展突出煤体粉化破坏机理研究。主要进行了以下工作:(1)采用数值模拟、相似模拟方法研究了采区围岩应力分布及其动态演化特征,以及多煤层开采过程中上覆岩层的移动规律、破坏规律、垮落形态、地表下沉机制;(2)建立了煤体破坏过程的应变软化模型,得出了钻孔围岩破坏区、塑性区和弹性区范围,计算了复合应力作用下裂纹尖端应力强度因子;(3)通过图像处理技术提取煤体破坏过程裂纹特征参数,并建立煤体的脆性破坏本构模型;(4)利用场发射环境扫描电镜,研究了水在煤体中的赋存状态及其动态变化过程,建立了水分对煤体孔隙率、渗透率影响的数学模型;(5)基于工作面前方应力变化及煤体破坏过程,建立了煤体-瓦斯固流耦合模型,研究了瓦斯在煤体中的流动规律;(6)研究了巷道破坏区范围及其矸石堆支护特性,软弱顶板破坏特征及其支护技术。

项目成果

期刊论文数量(12)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(4)
Assessment of Excavation Broken Zone around Gateways under Various Geological Conditions: A Case Study in Sichuan Province, China
不同地质条件下通道周围开挖破碎带的评估:以中国四川省为例
  • DOI:
    10.3390/min6030072
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    MINERALS
  • 影响因子:
    2.5
  • 作者:
    Yang Hongyun;Cao Shugang;Li Yong;Fan Yingchong;Wang Shuai;Chen Xianzhe
  • 通讯作者:
    Chen Xianzhe
Gas migration of coal in front of a mining face considering crack evolution
考虑裂纹演化的采煤工作面瓦斯运移
  • DOI:
    10.1007/s12665-016-6068-5
  • 发表时间:
    2016-09
  • 期刊:
    Environmental Earth Sciences
  • 影响因子:
    2.8
  • 作者:
    Cao S. G.;Luo F.;Liu Y. B.;Li Y.;Guo P.;Li G. D.
  • 通讯作者:
    Li G. D.
Soft Roof Failure Mechanism and Supporting Method for Gob-Side Entry Retaining
软顶板破坏机理及沿空留巷支护方法
  • DOI:
    10.3390/min5040519
  • 发表时间:
    2015-12-01
  • 期刊:
    MINERALS
  • 影响因子:
    2.5
  • 作者:
    Yang, Hongyun;Cao, Shugang;Guo, Ping
  • 通讯作者:
    Guo, Ping
Mesomechanics coal experiment and an elastic-brittle damage model based on texture features
煤细观力学实验及基于纹理特征的弹脆损伤模型
  • DOI:
    10.1016/j.ijmst.2017.11.003
  • 发表时间:
    2018-07-01
  • 期刊:
    INTERNATIONAL JOURNAL OF MINING SCIENCE AND TECHNOLOGY
  • 影响因子:
    11.8
  • 作者:
    Sun Chuanmeng;Cao Shugang;Li Yong
  • 通讯作者:
    Li Yong
含初始损伤的煤统计损伤本构模型研究
  • DOI:
    10.13247/j.cnki.jcumt.000478
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    中国矿业大学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    孙传猛;曹树刚;李勇;李国栋;杨红运
  • 通讯作者:
    杨红运

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其他文献

Fe_(70)Ni_(30)粉末触媒中Ⅱa型金刚石大单晶的高温高压合成
  • DOI:
    10.16553/j.cnki.issn1000-985x.2018.05.029
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    人工晶体学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李勇;廖江河;陈宁;佘彦超;宋谋胜;宋坤
  • 通讯作者:
    宋坤
大气颗粒物PM2.5附着于角膜接触镜及其对角膜接触镜透氧性及折射率的影响
  • DOI:
    10.13389/j.cnki.rao.2017.0254
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    丁小艳;董志章;王建洲;李勇;王燕慧;许李彬;王亚虹;李娟
  • 通讯作者:
    李娟
中性粒细胞胞外诱捕网与肿瘤转移的研究进展
  • DOI:
    10.3779/j.issn.1009-3419.2019.09.08
  • 发表时间:
    2019-09
  • 期刊:
    中国肺癌杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张欣伟;王勇;李勇
  • 通讯作者:
    李勇
Numerical study of heat transfer performance of helical coiled tubes for heating high-solids slurry in household biogas digester
户用沼气池高含固浆液加热螺旋盘管传热性能数值研究
  • DOI:
    10.1016/j.applthermaleng.2019.114666
  • 发表时间:
    2020-02
  • 期刊:
    Applied Thermal Engineering
  • 影响因子:
    6.4
  • 作者:
    陈耀文;刘艳峰;王登甲;李涛;王莹莹;李勇
  • 通讯作者:
    李勇
渗碳工艺参数对常见渗碳钢晶粒粗化行为的影响
  • DOI:
    10.13289/j.issn.1009-6264.2017.03.028
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    材料热处理学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王昊杰;郝浩腾;王昭东;田勇;李勇;李家栋;韩毅
  • 通讯作者:
    韩毅

其他文献

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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