深部底板断层滑移诱发裂隙纵横演化滞后突水机理研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51604167
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    20.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0408.安全科学与工程
  • 结题年份:
    2019
  • 批准年份:
    2016
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2017-01-01 至2019-12-31

项目摘要

The safety mining of coal seam above deep high confined water is the realistic problem demanding prompt solution for green mining, and safe and efficient energy system in Chinese mining area. According to present mining situation above high confined water in east China, aiming at special environment of high stress, strong seepage and high water pressure, the methods of simulation test of fault cracks evolution, true triaxial test of prefabricated crack propagation in specimens with large size, theoretical research, and field measurement were carried out to study the lagging water inrush mechanism due to cracks evolution by crossbar induced by floor fault slip of deep mining. The main research contents are as follows: (1) the development characteristics of cracks due to floor fault slip under high stress was studied through developed test system to simulate fault cracks evolution based on similar simulation test system of floor water inrush with mining coal seam; applying the true triaxial rock test system with coupled stress-seepage, the law of crack penetration modes between strata with different lithology and propagation evolution within strata of cracks prefabricated in specimens with large size toward cavity were analyzed; (2) the coupling rheology-seepage mathematical model of fault crack was established under high water pressure; (3) the cracks features of deep floor fault were measured under long loading to verify the correct of theory and test research results. The research results of project contributes to perfect the lagging water inrush theory, and has widely guiding significance and application prospect for safely mining the coal seam above high confined water and water inrush prediction of deep mining.
深部高承压水上煤层安全开采是当前我国矿区实施绿色开采战略和建立安全高效能源体系急需解决的现实问题。结合我国华东地区深部高承压水上的采煤现状,针对深部高应力、强流变和高水压等特殊环境,本项目采用断层裂隙萌生演化模拟试验、大尺寸试样裂隙扩展真三轴试验、理论分析和现场实测验证相结合的方法,对深部底板断层滑移诱发裂隙纵横演化滞后突水机理进行如下研究:(1)改制断层裂隙萌生演化模拟试验系统,研究高应力作用下底板断层滑移诱发裂隙的发育特征;借助岩石应力-渗流耦合真三轴试验系统,分析大尺寸试样裂隙向空洞演化的岩层内扩展和岩层间贯穿的规律及渗流特性;(2)建立高水压下断层裂隙的流变-渗流耦合数学模型;(3)现场实测长时加载下深部底板断层裂隙的发育形态,验证理论及试验结果的正确性。项目研究结果有利于完善深部滞后突水理论,对我国深部高承压水上的煤层安全开采和突水预测具有广泛的科学意义和应用前景。

结项摘要

基于我国华东地区深部高承压水上的采煤现状,针对深部开采面临的高应力、强流变和高水压的特殊环境,本项目采用底板突水相似材料模拟试验、大尺寸试件裂隙演化真三轴试验、理论分析和现场注浆试验相结合的方法,对深部底板断层滑移诱发裂隙纵横演化滞后突水机理进行了如下主要研究。.采用大尺寸试件裂隙演化真三轴试验,系统分析了双轴加载速率对大尺寸岩体破裂的影响规律,获得了同一岩性大尺寸试样裂隙在高三维应力作用下的演化规律,揭示了加载过程中单裂隙和双裂隙试样的破裂和声发射行为特征;将深部底板采动岩体裂隙分为剪切裂隙、层向裂隙和竖向张裂隙,利用力学知识演算获得了三种类型岩体裂隙的起裂准则,将深部底板突水灾变模式划分为完整底板裂隙扩展型、原生通道导通型和隐伏构造滑剪型,并分析了对应的突水判据,提出了相应的可行的深部开采突水预防和控制技术;借助底板突水相似材料模拟试验,建立了深部承压水上含断层底板裂隙演化及导水通道的形成模型,获得了底板裂隙演化及破裂规律;现场提出了“梅花式”和“上下穿层式”的黄河北煤田灰岩含水层分支钻孔钻进方式和井上、下水文观测孔水压实时监控的精准注浆技术,实现了含水层裂隙及隐蔽导水通道的有效探查封堵和注浆范围的精准控制;提出了模拟深部断层形成及裂隙发育的多功能试验方法,实现了深部高应力加载下岩体裂隙发育、演化致断层活化的全过程可视化模拟;设计了一种煤层底板含水层水压动态实时监测技术,实现了底板含水层水压的实时智能监测。.项目研究结果有利于完善深部底板突水理论,对高质量精准注浆治理顶底板灰岩水害解放黄河北煤炭资源具有重要的借鉴意义和指导作用,对我国深部高承压水上煤炭的安全开采和突水灾害的科学防控具有广泛的社会意义和应用前景。

项目成果

期刊论文数量(15)
专著数量(2)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(7)
黄河北煤田定向钻进精准注浆防治水技术研究
  • DOI:
    10.13199/j.cnki.cst.2019.05.005
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    煤炭科学技术
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    武善元;刘磊;陈军涛;徐庆国
  • 通讯作者:
    徐庆国
Distribution characteristics of floor pore water pressure based on similarity simulation experiments
基于相似模拟实验的底板孔隙水压力分布特征
  • DOI:
    10.1007/s10064-020-01835-6
  • 发表时间:
    2020-06-02
  • 期刊:
    BULLETIN OF ENGINEERING GEOLOGY AND THE ENVIRONMENT
  • 影响因子:
    4.2
  • 作者:
    Zhao, Jinhai;Chen, Juntao;Zhang, Yunzhao
  • 通讯作者:
    Zhang, Yunzhao
双轴加载下大尺寸岩石裂隙演化规律试验
  • DOI:
    10.13582/j.cnki.1672-9102.2017.04.003
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    湖南科技大学学报(自然科学版)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    陈军涛;杨飞;张呈祥
  • 通讯作者:
    张呈祥
断层突水非线性渗流-应力耦合研究
  • DOI:
    10.16452/j.cnki.sdkjzk.2017.06.001
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    山东科技大学学报(自然科学版)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    郭惟嘉;赵金海;尹立明
  • 通讯作者:
    尹立明
加载速率对大尺寸试样破裂特性的影响规律
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    煤田地质与勘探
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    陈军涛;李 明;程斌斌;杨 帆;门会理;邵珠娟
  • 通讯作者:
    邵珠娟

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其他文献

渗透水压对节理应力-渗流耦合特性的影响试验研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
    岩土力学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    尹立明;陈军涛
  • 通讯作者:
    陈军涛
深部新型固流耦合相似材料的研制与应用
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    岩石力学与工程学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    陈军涛;尹立明;孙文斌;路畅;张士川;孙熙震
  • 通讯作者:
    孙熙震
岩石应力–渗流耦合真三轴试验系统的研制与应用
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    岩石力学与工程学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    尹立明;郭惟嘉;陈军涛
  • 通讯作者:
    陈军涛

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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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