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我國科研學者在煤與瓦斯試驗儀器研究方面取得巨大收獲

2019-06-18 13:29:35  來源:工程與材料科學部 瀏覽量:461次
【導讀】煤與瓦斯突出是煤礦安全生產面臨的主要動力災害,危害巨大。

  在國家重大科研儀器研制項目(批準號:51427804)資助下,以中國工程院院士袁亮為首席科學家的研究團隊在煤與瓦斯突出物理模擬科研試驗儀器研究方面取得重要進展,全球首次實現了大尺度真三維煤與瓦斯突出模擬試驗,填補了國內外吸附瓦斯煤巖特性研究與突出全過程物理模擬的技術空白。

  煤與瓦斯突出是煤礦安全生產面臨的主要動力災害,危害巨大。煤與瓦斯突出是一個高度非線性的氣固耦合動力破壞問題,傳統研究手段均有局限,研究進展緩慢,導致其機理與演化規律至今不明確,突出災害無法有效預警防控,嚴重威脅我國煤礦安全生產,已被列入中國科協60個重大科學問題和工程技術難題。

  針對上述難題,袁亮院士首次提出采用全過程相似的物理模擬試驗對煤與瓦斯突出的機理進行研究,帶領研究團隊發展完善了煤與瓦斯突出相似體系,創建了以巷道掘進揭煤誘突的模型制作、充氣保壓和精細測控試驗方法與工藝,攻克了模型巷道開挖氣密性和信息獲取融合的一體化測控難題,研發了與現場高度相似的大尺度真三維煤與瓦斯突出定量模擬試驗系統,可開展1:30幾何比尺的石門掘進致突正交模擬試驗,實現巷道開挖揭煤突出全過程的定量模擬。以淮南新莊孜礦1998年發生的“6.12”突出事故為原型,2019年1月30日,研究團隊成功實現世界首例大尺度模型加載充氣保壓條件下巷道掘進揭煤誘發煤與瓦斯突出試驗模擬,掌握了突出發生全過程的關鍵物理信息,為準確揭示突出機理奠定了基礎。

  該項目由袁亮院士負責,中國礦業大學、山東大學、淮南礦業集團共同承擔,項目研究突破了定量研究煤與瓦斯突出機理和規律的世界性難題,形成具有自主知識產權的重大科研儀器公共平臺,對于提升我國煤礦瓦斯災害的防控水平具有重要意義。相關成果和核心技術在International Journal of Heat and Mass Transfer、Measurement等國內外知名學術期刊上發表論文41篇,獲授權中國發明專利43件,受理中國發明專利15件,獲軟件著作權1項。

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  圖1 全球首例大尺度真三維煤與瓦斯突出物理模擬試驗現場

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  圖2 用于揭示煤與瓦斯突出機理與規律的模擬試驗儀器



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2019-06-18 13:29:35
標簽:重大科研儀器 , 煤與瓦斯 , 試驗儀器
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