煤层包体构造下的瓦斯突出灾害动力模拟与机制研究

该研究论文深入探讨了"基于煤层包体构造模型的煤与瓦斯突出灾害动力学特征数值模拟"这一主题，由刘泽功、张春华等学者共同完成，他们来自安徽理工大学能源与安全学院以及大连大学和大连理工大学的相关研究中心。研究的核心内容围绕煤岩介质的非均匀性、力学性质和在变形破裂过程中透气性非线性变化的特性，利用了含瓦斯煤岩破裂过程固-气耦合动力学模型的RFPA2D-Flow软件系统。 论文针对掘进巷道穿越含瓦斯煤体的包体构造带时，巷道开挖可能引发的煤与瓦斯突出动力灾害，进行了详细的数值模拟。研究内容包括应力演变、裂隙发展、透气性系数的变化规律，以及在不同地应力、瓦斯压力和煤体性质条件下，煤与瓦斯突出灾害的微观动力演化过程。这些研究对于理解煤与瓦斯突出的机理，尤其是综合假说中的地压、瓦斯和煤体结构性能交互作用具有重要的理论指导价值。 作者指出，虽然当前对于煤与瓦斯突出的机理有许多假说，如地应力主导、瓦斯主导、化学本质和综合作用等，但综合假说得到了广泛认同。然而，尽管现有的理论有一定的指导意义，对煤与瓦斯突出的深层次理解仍有待进一步加强。近年来，数值模拟技术的应用为揭示这种复杂动力现象提供了新的途径，通过模拟实验，研究人员能够更精确地预测和控制煤层中的潜在危险，从而提升煤矿开采的安全性。 本研究不仅有助于煤矿开采行业的安全策略制定，也为实验室模拟实验提供了实用的参考方法，对推动煤与瓦斯突出灾害防治技术的发展具有重要意义。此外，论文的发表也为后续相关领域的学术交流和深入研究奠定了基础，是深水平矿井安全领域的首发之作，值得深入研究和关注。