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巖土工程中心團隊參與的國家重大科研儀器研制項目取得重要進展
發布時間:2019年05月20日 14:04    作者:    點擊:[]

 

       山東大學巖土工程中心團隊參與的國家重大科研儀器研制項目“用于揭示煤與瓦斯突出機理與規律的模擬試驗儀器”取得重要進展。516日,中國工程院院士、安徽理工大學校長袁亮在淮南主持召開全球首次大尺度真三維煤與瓦斯突出物理模擬試驗成功新聞發布會,向社會各界發布了相關研究成果。該項研究成果由國家自然科學基金委員會資助,袁亮院士為項目首席科學家,項目由中國礦業大學、山東大學、淮南礦業集團、安徽理工大學共同完成。山東大學常務副校長王琪瓏出席發布會。

煤炭仍長期是我國主導能源。煤與瓦斯突出是煤礦生產中面臨的主要動力災害,其發生突然,造成設備損毀、人員傷亡甚至引發瓦斯煤塵爆炸,危害巨大,嚴重威脅著煤礦的安全生產,入選中國科協60個重大科學問題和工程技術難題。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,造成研究進展緩慢,以致突出機理與規律不明,無法有效預警防治,嚴重制約我國高瓦斯礦井安全生產。全過程相似的物理模擬試驗是研究煤與瓦斯突出的科學方法和重要手段。國家重大科研儀器研制項目“用于揭示煤與瓦斯突出機理與規律的模擬試驗儀器”旨在研發世界第一臺大型真三維物理模擬試驗儀器,定量模擬多種組合條件下煤與瓦斯突出發生條件和過程,揭示煤與瓦斯突出機理與臨突規律。

在袁亮院士和山東大學李術才教授的科學指導下,山東大學巖土工程中心團隊王漢鵬教授等作為項目組骨干成員長期駐扎淮南,歷經4年時間,先后參與構建了指導定量試驗的煤與瓦斯突出相似準則,研制了與現場煤巖體高度相似的模型試驗材料,研發了以巷道掘進誘突為目標的多尺度模擬試驗儀器,提出建立了高壓腐蝕性氣體密封方法和模式化試驗模型制作方法與工藝,在突出模擬涉及的理論、材料、儀器、技術、方法、工藝等多個方面取得突破,并于2019130日在淮南礦業集團深部煤炭開采與環境保護國家重點實驗室成功開展了大尺度真三維煤與瓦斯突出物理模擬試驗。試驗得到了與現場高度相似的突出現象和結果,驗證了試驗儀器功能指標和科學性,標志著研究煤與瓦斯突出機理和規律的重大科學儀器和公共研究平臺初步建成,為深部高瓦斯礦井煤與瓦斯突出發生機理、預測預警和防治研究提供了科學手段。上述研究得到了國內外相關科研院所多位專家學者們的幫助和指導。

近年來,山東大學巖土工程中心團隊在深埋長大隧道施工過程超前地質預報、高壓巖溶裂隙水探測及治理、大型地質力學模型試驗及系統研制等方向形成了重要優勢并取得一系列研究進展,其中在大型地質力學模型試驗及系統研制方向取得了多項創新關鍵技術,并實現了產業化,先后為新疆馬蘭核基地、武漢大學、中科院武漢巖土所中石油勘探開發研究院等18家國內科研院所研制了二十多套不同功能的試驗系統,并應用于國家重大工程,形成顯著特色。

用于揭示煤與瓦斯突出機理與規律的模擬試驗儀器

項目組在試驗現場向與會專家和記者介紹創新成果

大尺度真三維模型加載保壓條件下巷道掘進誘發煤與瓦斯突出錄像

作者:王漢鵬 張冰 劉眾眾    攝影:張冰 劉眾眾 任波 

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