基于采动裂隙场变化的煤与甲烷共采基础理论

采动影响下覆岩离层区产生的力学条件，采动过程离层裂隙与破断裂隙形成的导气裂隙带动态演化特征；围岩应力分布特征对采场甲烷气体运移聚积的力学作用机理及其显现规律，工作面支承压力对本煤层卸压甲烷运移规律的分区特性。通风环境下煤层渗透性与围岩应力、瓦斯压力、顶板裂隙度之间的力学关系，建立相应的本构模型和控制方程，以分析煤岩层中裂隙产生、扩展与甲烷渗流变化之间的固流耦合作用；分析全应力应变过程中煤样渗流特性的变化规律。覆岩关键层破断形式及其来压步距、顶板与采空区碰撞冲击对卸压甲烷运移速度的力学影响，建立顶板失稳冲击采空区垮矸的力学模型；探讨采空区顶板活动规律与采高、岩性、岩层厚度、采场几何参数等因素之间的关系。建立煤与甲烷共采基础理论体系，既可保证富含甲烷煤层安全开采，防治瓦斯灾害；又可减少甲烷直排大气的环境污染；还可开发利用甲烷资源，以缓解我国清洁能源之短缺。