1x - 中国煤炭学会

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1、煤炭开采的基础科学问题与探索谢和平2014年10月16日煤炭开发的采动力学理论煤炭开采的深部岩石力学理论煤炭开采的应力场-裂隙场-渗流场理论岩石分形重构与灾变能量理论致密矿藏资源开发的体破裂理论煤炭开采中的低碳化理论问题（CCU）2煤炭开采中的基础科学问题与探索煤炭资源开采实际就是一个采动力学问题，煤岩体经历完整的采动应力过程。应该把力学理论深入一点，形成真正的采动力学理论1煤炭开发的采动力学理论现有力学理论没有考虑开采应力环境和开采方式开采深度的影响e1evole3s1e1e3创新思想：将采动应力场考虑到理论建模和实验过程中，从而建立全新的采动力

2、学理论。经典三轴实验(CTC)采动力学实验常规力学参数实验真实模拟采动影响加载到破坏实验目的载荷特征采动应力场的加载路径实验效果采动力学行为材料力学行为1煤炭开发的采动力学理论e1evole3s1e1e3建立了采动力学行为与开采方式的联系解决了煤炭行业的一个共性基础问题三种开采方式下煤岩体的纵横向应变、体积应变及围压压力与峰值应力关系无煤柱开采、放顶煤开采与保护层开采方式破坏时的水平压力、纵向应变、横向应变和体积应变，可表示为3种开采方式对应支承压力的线性函数：小结1煤炭开发的采动力学理论谢和平，等.煤炭极限深部开采与极限开采深度的研究与思考.煤炭

3、学报，2012，37(4):535-542.2012年4月20日发表，被引25次(截止2014年10月6日)煤炭开发的采动力学理论煤炭开采的深部岩石力学理论煤炭开采的应力场-裂隙场-渗流场理论岩石分形重构与灾变能量理论致密矿藏资源开发的体破裂理论煤炭开采中的低碳化理论问题（CCU）7煤炭开采中的基础科学问题与探索现有岩石力学理论是否还适应于深部？随着深度的增加，深部岩石模量、泊松比（密度）是否还是常数？E,μ≠const,ρ≠const2煤炭开采的深部岩石力学理论深部开采的深部的定量界定？思考：浅部与深部的定量差异：力学理论、变形与破坏规律、灾变特

4、征的差异？门头沟玄武岩英国、波兰：界定为750米南非、加拿大：800~1000米才称为深井开采德国：将埋深超过800~1000米的矿井称为深井，将埋深超过1200米的矿井称为超深井开采俄罗斯：把深井的“临界深度”界定为800米日本：把深井的“临界深度”界定为600米中国：根据“三高”（地压高、地温高、渗透高高）和灾害事故发生频率，我国的深部开采深度界定为700~1000m米谢和平等最早提出深部开采的界限（175次香山科学会议，2001）2煤炭开采的深部岩石力学理论根据地温梯度和安全规程要求，得出极限开采深度：采煤工作面1471m，掘进工作面1618

5、m；根据巷道变形与围岩应变能释放量，可知：当埋深达到1500m左右时，支架承载能力达到了极限，无法继续承载。初步结论综合分析判断，极限开采深度1500m2煤炭开发的深部岩石力学理论谢和平，等.煤炭极限深部开采与极限开采深度的研究与思考.煤炭学报，2012，37(4):535-542.2012年4月20日发表，被引25次(截止2014年10月6日)煤炭开发的采动力学理论煤炭开采的深部岩石力学理论煤炭开采的应力场-裂隙场-渗流场理论岩石分形重构与灾变能量理论致密矿藏资源开发的体破裂理论煤炭开采中的低碳化理论问题（CCU）12煤炭开采中的基础科学问题与探

6、索煤矿开采中“三场”科学问题的提出：m+△m地应力m卸压煤体原始煤体瓦斯富集区采动过程产生卸荷效应岩体破断变形、裂隙网络形成流体运移渗流场应力场裂隙场渗流场应力场是动力，裂隙场是基础，渗流场是核心。“三场”问题是提升煤炭开采技术、支护技术、煤与瓦斯等灾害控制技术的关键基础科学问题。三场均缺乏理论模型，更没有三场耦合理论体系：应力场：针对浅部，有砌体梁、传递岩梁等，但针对深部没有模型和理论裂隙场：有定性模型，但没有定量描述和理论模型渗流场：有模拟和实验结果，但理论不完善研究边界与现场开采方式脱节，亟需建立不同开采方式下现场、室内试验之间的联系裂隙群产

7、生、扩展、相互交叉后继续发展缺乏分析方法和计算手段科学问题“三场”问题思考：渗流场应力场裂隙场耦合三场耦合理论模型指导煤炭开采不同开采方式下，应力场-裂隙场-渗流场耦合分析采动力学理论三场获取：现场实测、3D打印技术试验、数值模型裂隙群扩展计算方法三场理论模型提出问题方法手段目标成果30m90m150m谢和平,高峰,周宏伟,程红梅,周福宝.煤与瓦斯共采中煤层增透率理论与模型研究[J].煤炭学报,2013,(7).1101-1108现有研究成果与成效进展四：从增透理论得到工作面前方渗流场：即瓦斯增透率图谱煤炭开发的采动力学理论煤炭开采的深部岩石力学理

8、论煤炭开采的应力场-裂隙场-渗流场理论岩石分形重构与灾变能量理论致密矿藏资源开发的体破裂理论煤炭开采中的低碳化理论问题（C