1 研究背景和意义

随着我国许多煤矿相继进入深部开采，深部高瓦斯压力、高地应力、低渗透性煤层及其围岩之间的耦合作用不断增强，煤岩瓦斯复合动力灾害日益加剧。迄今国内外学者对煤与瓦斯突出以及冲击地压机理的认识仍然处于半定量阶段，对于发生机理较为复杂的煤岩瓦斯复合动力灾害的认识更处于初步探讨阶段。这使得对煤岩瓦斯复合动力灾害的预测防控难度更大，而且，复合动力灾害一旦发生，其冲击动力会破坏井下设施，产生瓦斯逆流，甚至出现风流紊乱，如果对灾变控制不当，将会造成瓦斯爆炸等二次灾害的发生，对煤矿安全生产构成极大威胁。因此，研究煤岩瓦斯复合动力灾害的孕灾机制及灾变演化规律，构建科学防灾、控灾的理论基础，成为新灾害形式下煤矿安全领域的重大科学问题。基于此，本项目开展“深部煤岩瓦斯复合动力灾害孕灾机制—演化规律及防控基础研究”，旨在对煤岩瓦斯复合动力灾害的孕灾机制、灾变演化规律、科学防灾和灾变控制基础理论开展科研攻关，保障深部煤炭安全高效开采。

2 研究目标

(1)掌握煤岩瓦斯复合动力灾害主控因素，阐明其多相多场耦合孕灾机制，揭示灾害强度规律及其与瓦斯异常涌出量的关系。

(2)构建煤岩瓦斯复合动力灾害多参量监测指标体系，建立灾害风险多参量综合判识预警模型。

(3)阐明含瓦斯煤岩组合体系统卸荷消能与介质改性协同防灾机理，揭示组合体系统稳定性提升和全能量稳态调控有序释放机制。

(4)阐明煤岩瓦斯复合动力灾害冲击动力传播衰减规律及其致使井下通风设施破坏失效机制，掌握灾后逆流瓦斯运移及爆炸危险区域分布规律。

(5)揭示井巷风流灾变紊乱规律与灾变控风响应机制，提出灾变时期井下风网联动协同控风方法。

3 关键科学问题

(1)煤岩瓦斯复合动力灾害多相多场耦合孕灾机制。

(2)煤岩瓦斯复合动力灾害灾变演化规律。

(3)煤岩瓦斯复合动力灾害多参量监测预警以及卸荷消能与介质改性协同防灾机理。

(4)煤岩瓦斯复合动力灾害灾变时期井下风网联动协同控风方法。