條帶煤柱開采沖擊危險演化機理及綜合預(yù)警技術(shù)的開題報告

條帶煤柱開采沖擊危險演化機理及綜合預(yù)警技術(shù)的開題報告一、研究背景和意義條帶煤柱是指在煤炭采掘過程中剩余的煤巖帶，其寬度通常在10米以下。條帶煤柱開采是一種常見的煤炭采掘方式，但由于條帶煤柱內(nèi)部的應(yīng)力分布不均、煤與巖石的力學(xué)性質(zhì)不同等因素，開采過程中存在較大的沖擊危險。因此，研究條帶煤柱開采沖擊危險的演化機理及開發(fā)綜合預(yù)警技術(shù)，對保障煤炭安全生產(chǎn)、提高煤炭采掘效率具有重要意義。二、研究內(nèi)容和方法本課題主要研究條帶煤柱開采沖擊危險的演化機理和綜合預(yù)警技術(shù)，具體研究內(nèi)容包括：1.基于工程應(yīng)力場理論的條帶煤柱開采應(yīng)力分布規(guī)律分析；2.基于數(shù)字巖土力學(xué)的條帶煤柱開采應(yīng)力-應(yīng)變響應(yīng)研究；3.基于巖石破裂力學(xué)的條帶煤柱破壞機理研究；4.基于數(shù)值模擬方法的條帶煤柱開采沖擊危險演化過程模擬和分析；5.基于模型試驗的條帶煤柱開采沖擊危險驗證。研究方法主要包括室內(nèi)試驗、現(xiàn)場實測、數(shù)值模擬等。三、預(yù)期成果和創(chuàng)新點本研究預(yù)期達到以下成果：1.掌握條帶煤柱開采應(yīng)力分布規(guī)律、應(yīng)力-應(yīng)變響應(yīng)和破壞機理等基本特征；2.建立條帶煤柱開采沖擊危險演化模型，分析沖擊危險演化的機理和規(guī)律；3.基于模型試驗和現(xiàn)場實測數(shù)據(jù)，驗證模型精度，提高模型的預(yù)測能力；4.提出綜合預(yù)警技術(shù)，對條帶煤柱開采過程中的沖擊危險進行及時預(yù)警，減少安全事故的發(fā)生。本研究的創(chuàng)新點在于：1.著重研究條帶煤柱內(nèi)部應(yīng)力分布、應(yīng)力-應(yīng)變響應(yīng)和破壞機理等關(guān)鍵環(huán)節(jié)，揭示沖擊危險演化的機理和規(guī)律；2.提出綜合預(yù)警技術(shù)，為現(xiàn)有的條帶煤柱開采控制技術(shù)提供補充和完善，為煤炭開采安全生產(chǎn)提供重要技術(shù)支撐。四、研究進度安排1.2021年9月-10月：開題論文撰寫，制定初步研究計劃；2.2021年11月-2022年2月：進行基礎(chǔ)理論研究、文獻調(diào)查、模型設(shè)計等工作，并進行初步試驗和數(shù)值模擬；3.2022年3月-2022年6月：進行室內(nèi)和現(xiàn)場試驗，獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，對模型進行驗證和優(yōu)化；4.2022年7月-2022年10月：進行數(shù)據(jù)分析和處理，編寫論文并進行答辯準(zhǔn)備；5.2022年11月-2022年12月：論文答辯并進行投稿。五、預(yù)計存在的困難及解決方案1.缺乏現(xiàn)有的大量資料和數(shù)據(jù)，相關(guān)測試設(shè)備也比較昂貴。解決方案：增加試驗頻次，開展田間試驗，提高數(shù)據(jù)采集和處理的效率。2.研究的理論知識和技術(shù)門檻相對較