深部开采采空区覆岩卸压瓦斯精准抽采基础研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51734007
  • 项目类别:
    重点项目
  • 资助金额:
    300.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0408.安全科学与工程
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2017
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2018-01-01 至2022-12-31

项目摘要

In view of basic and key problem of accurate extraction of pressure relief gas in overlying strata of mined-out area under deep mining, the project applies the method of five in one consisted of theoretical analysis, experiment test, physical simulation, numerical calculation simulation and field investigation to conduct research. The pore characteristic parameters, desorption, emission and seepage features of coal is deeply analyzed, the time-space effect and laws of gas desorption migration under the condition of mining is studied, accurate prediction model in the dynamic process of desorption, storage and transportation of pressure relief gas is established. Through independent research and development experiment platform of coal and gas simultaneous extraction under multi-physical field coupling, with high frequency acoustic emission and high subtle vibration monitoring system, the space-time evolution regularity and accurate recognition method of storage and transportation enrichment region of pressure relief gas is researched. Using information accumulated transmission algorithm with measurement data of drill hole of compressed sensing theory, intelligent guidance system of long-distance directional drilling is researched and developed, and the PLC intelligent logic control method is used to research and develop the accurate drilling and intelligent sealing system of gas drainage borehole, the integration of long-distance directional extraction drill hole and smart seal will be achieved. Application of mathematical method, the effect evaluation index system of pressure relief gas extraction, through the deep learning method, intelligent evaluation and regulation model of gas extraction is established, combining with algorithms encapsulation and hardware integration, intelligent control system gas extraction and borehole sealing based on cloud computing platform is developed. In order to provide basic theoretical basis for engineering design of pressure relief gas extraction.
针对深部开采采空区覆岩卸压瓦斯精准抽采的关键基础问题,项目拟通过理论分析、实验室测试、物理模拟、数值仿真及现场试验的五位一体方式进行研究。深入分析煤的孔隙特征、解吸、放散与渗流特性,研究采动条件下瓦斯解吸运移时空效应及规律,建立卸压瓦斯解吸储运动态过程精确预测模型。通过自主研发的集高频声发射、高精微震监测系统的煤与瓦斯共采多物理场耦合实验平台,研究卸压瓦斯储运富集区时空演化规律及精准判识方法。运用压缩感知理论的随钻测孔数据信息累计传输算法,研发长距离定向钻孔智能导向系统,并采用PLC智能逻辑控制方法,研发瓦斯抽采钻孔智能密封系统,实现长距离定向抽采精准钻进-智能密封一体化。应用数理方法,构建卸压瓦斯抽采效果评判指标体系,通过深度学习方法,建立瓦斯抽采智能评判调控模型,结合算法封装与硬件集成手段,研发基于云计算平台的瓦斯抽采与钻孔密封智能调控系统。以期为卸压瓦斯抽采工程设计提供基础理论依据。

结项摘要

本项目针对深部开采采空区覆岩卸压瓦斯精准抽采的关键科学问题,确定了影响瓦斯含量变化的主控因素,建立了深部采空区覆岩卸压瓦斯解吸储运动态过程精确预测模型和瓦斯赋存多因子预测模型;提出了采动卸压瓦斯富集区时空演化规律及精准辨识方法,研发了岩层裂隙识别、瓦斯浓度监测的采动煤岩体结构演化综合观测系统,实现了对采动瓦斯储运优势区典型特征的精准识别;研发了深部长距离定向钻孔精准钻进-动态密封一体化方法、长距离定向钻孔智能导向系统以及瓦斯抽采钻孔智能密封系统,实现长距离定向抽采精准钻进-智能密封一体化;构建了瓦斯抽采综合智能评判指标体系,搭建了瓦斯抽采达标智能评价软件及瓦斯抽采智能调控系统,实现了卸压瓦斯抽采智能评判算法的封装、计算与评判信息发布,为瓦斯高效抽采提供理论依据与技术支持。共发表本领域高水平学术论文75篇,其中SCI、EI收录49篇,获陕西省科学技术进步一等奖等省部级奖励3项,出版学术专著1部,授权国家发明专利9项,授权实用新型专利15项,软件著作权6项,在学术会议做大会邀请报告25次,培养博、硕士研究生31名。

项目成果

期刊论文数量(75)
专著数量(1)
科研奖励数量(3)
会议论文数量(0)
专利数量(25)
采空区卸压瓦斯抽采评判系统设计与实现
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    矿业安全与环保
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    宋爽;张天军;李树刚;马莉;潘少波
  • 通讯作者:
    潘少波
综采工作面覆岩压实区裂隙动态演化规律影响因素分析
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    煤炭科学技术
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李树刚;刘李东;赵鹏翔;林海飞;徐培耘;卓日升
  • 通讯作者:
    卓日升
Influence of Deformation and Instability of Borehole on Gas Extraction in Deep Mining Soft Coal Seam
深部软煤层钻孔变形及失稳对瓦斯抽采的影响
  • DOI:
    10.1155/2021/6689277
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    Advances in Civil Engineering
  • 影响因子:
    1.8
  • 作者:
    张学博;沈帅帅;冯小军;杨明;刘佳佳
  • 通讯作者:
    刘佳佳
中低阶煤孔隙结构特征的氮吸附法和压汞法联合分析
  • DOI:
    10.5194/acp-2021-1032
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    西安科技大学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    林海飞;卜婧婷;严敏;白杨
  • 通讯作者:
    白杨
基于特征选择和机器学习融合的煤层瓦斯含量预测
  • DOI:
    10.13199/j.cnki.cst.2021.05.006
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    煤炭科学技术
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    林海飞;周捷;高帆;金洪伟;杨卓亚;刘时豪
  • 通讯作者:
    刘时豪

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其他文献

瓦斯放散初速度影响因素实验研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
    煤矿安全
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    潘红宇;李树刚;李志梁;林海飞;赵鹏翔;成连华
  • 通讯作者:
    成连华
稳压约束下钻孔倾角对煤体抗压强度影响实验研究
  • DOI:
    10.13545/j.cnki.jmse.2019.04.020
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    采矿与安全工程学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    双海清;赵艳军;林海飞;李树刚;赵鹏翔;丁洋
  • 通讯作者:
    丁洋
基于物理相似模拟实验的覆岩采动裂隙演化规律研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    中国安全生产科学技术
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    肖鹏;李树刚;林海飞;赵鹏翔
  • 通讯作者:
    赵鹏翔
胶结剂对“固-气”耦合相似材料特性的影响
  • DOI:
    10.13545/j.issn1673-3363.2014.05.014
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    采矿与安全工程学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李树刚;赵鹏翔;林海飞;潘宏宇
  • 通讯作者:
    潘宏宇
新型岩石相似材料物理力学参数影响因素的试验研究
  • DOI:
    10.13800/j.cnki.xakjdxxb.2015.0403
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    西安科技大学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    林海飞;翟雨龙;李树刚;赵鹏翔;李莉
  • 通讯作者:
    李莉

其他文献

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李树刚的其他基金

关闭矿井采空区煤岩-水-CO2溶解矿化多场耦合吸储机理
  • 批准号:
    52374227
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    50 万元
  • 项目类别:
    面上项目
关闭高突矿井开采稳定区演化形成及瓦斯储运时间效应研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2020
  • 资助金额:
    58 万元
  • 项目类别:
    面上项目
煤与瓦斯安全共采三维物理模拟方法及综合实验系统研究
  • 批准号:
    51327007
  • 批准年份:
    2013
  • 资助金额:
    260.0 万元
  • 项目类别:
    专项基金项目
采动裂隙椭抛带中卸压瓦斯升浮—扩散机理研究
  • 批准号:
    51174157
  • 批准年份:
    2011
  • 资助金额:
    65.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
覆岩采动裂隙场与卸压瓦斯渗流场耦合机理研究
  • 批准号:
    50874089
  • 批准年份:
    2008
  • 资助金额:
    38.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
基于采动裂隙场变化的煤与甲烷共采基础理论
  • 批准号:
    50574072
  • 批准年份:
    2005
  • 资助金额:
    27.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似国自然基金

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  • 批准号:
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  • 批准年份:
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  • 资助金额:
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  • 项目类别:
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相似海外基金

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  • 财政年份:
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AI项目解读示例

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

        graph TD
          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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