XXXXCB226800-煤炭深部开采中的动力灾害机理与防治基础研究

1、XXXXCB226800- 煤炭深部开采中的动力灾难机理与防治基煤炭深部开采中的础研究动力灾害机理与防治根底研究首席科学家：姜耀东 中国矿业大学北京起止年限： 2021年1月-2021年8月依靠部门：教育部国家平安生产监督治理总局一、研究内容一关键的科学咨询题随着矿井深度和开采强度的持续增加,与浅部开采相比,深部采区的 地质构造、应力场特点、煤岩体的破裂性质与动力响应特点、岩层移动以 及能量的积聚开释规律均发生了明显变化,深部矿井动力灾难的致灾机理、 触发条件、演化规律以及显现特点不同于浅部煤矿工程.目前,我国煤炭 资源已转入深部开采,但有关的根底研究还不够系统深入,缺乏对深部开 采条件下动力

2、灾难的孕育-发生-演化机理、根底科学咨询题以及预警防治计 策的系统研究,亟待在有关的根底理论方面取得突破,建立煤矿深部动力 灾难综合防治的理论与技术体系.针对国家能源的重大需求以及煤炭深部开采中存在的重大咨询题,本 工程拟解决以下四个关键科学咨询题：地质赋存条件对深部煤矿动力灾难的作用机制及量化分析方法在长期的地质演变过程中深部煤岩体内蕴藏着庞大的变形能,其储能 程度和原岩应力分布既取决于煤岩体的硬度、致密性和矿物成分,也取决 于地质构造、断层、褶曲的程度.同时深部煤层开采时坚硬顶板专门是厚层砂岩顶板的运动失稳也是导致矿柱和采场巷道工作面发生瞬时冲击动力 灾难的诱因.因此深部煤岩动力灾难与煤岩

3、组分、断层、褶曲、原始应力 场和构造应力专门紧密有关,如何科学定量描述地质赋存条件的作用机制 及其与煤矿动力灾难的有关性是一个共性科学咨询题.通过研究这一科学 咨询题,揭示煤岩体的冲击倾向性、地质构造和原岩应力条件对煤矿深井 动力灾难成灾的作用机制.深部断续煤岩体的变形破坏规律和工程动力响应特点深部煤岩体通常为含有节理裂隙的层状结构.深部煤炭的集中开采强 烈扰动使得采场和巷道周围的煤岩体不可幸免地发生变形和破坏从而形成 断续结构.在屡次开采扰动和长期的流变过程中,这种断续结构煤岩体会 显现新的破裂和强度持续衰减的循环过程,从而导致大变形、强流变和超 低摩擦效应,在一定条件下将会引起冲击地压、顶

4、板大面积来压、矿震等 煤矿动力灾难.在深部煤炭开采工程中,巷道围岩的破坏并不意味着巷道的失效,围岩的突发性动力破坏是由于断续煤岩体结构特点、外载荷作用、 岩石卸压与能量开释的共同作用结果.因此通过探究深部断续煤岩体的变 形破坏规律和工程动力响应特点这一科学咨询题,研究断续煤岩体结构特 点及破裂后的变形破坏特点,研究承诺围岩破坏但限制其变形进展的稳固 条件,从而搞清楚巷道围岩破裂后峰后的力学响应、围岩失稳特性及 其演化规律和动力失稳操纵计谋.采动应力分布、能量场的时空演化规律与多因素耦合致灾机理开采前煤岩体处于深部三维应力平稳状态下,开采活动打破了原有的 应力平稳,导致采场三维空间中的宏观应力场

5、与能量场的重新分布,这种 应力场与能量场的动态演化与进展必定为动力灾难的孕育、发生和进展制 造条件.因此采动应力分布和能量场的时空演化规律与多因素耦合致灾机 理是本工程的重要科学咨询题.通过答复这一科学咨询题,揭示深部裂隙 煤岩体在开采过程中的能量积聚与开释机制、能量场的时空演化规律以及 动力灾变的能量触发条件,提出基于能量突变的深部煤岩体动力失稳的模 型与判不准那么和能量分析体系.深部煤矿动力灾难的多参量监测预警与防治的理论与方法在深部煤矿动力灾难孕育进展过程中,煤岩体中的应力状态将发生变 化并同时相伴能量的开释,其中,微震、声发射、电磁辐射确实是这种开 释过程的物理效应之一.研究煤岩体在变

6、形破坏过程中的应力、微震、声 发射、电磁辐射等前兆信息规律,通过监测、分析井巷和采场邻近煤岩体 的应力变化及微震、声发射和电磁辐射活动等前兆信息的多参量动态变化 趋势,就能够建立煤岩动力灾难监测预警系统进行预警预报和有效的防治. 因此,研究深部煤矿动力灾难的前兆信息、多参数识不理论与预警模型, 是进行灾难准确推测和有效防治的前提,是急需解决的科学咨询题.同时 从冲击地压等动力灾难发生的条件入手,研究如何实现对煤岩体弹性能积 聚与开释进行有效操纵的开采方法与防治技术如深孔断顶爆破、定向水力 致裂等,从而实现对深部煤矿动力灾难的有效预防.二要紧研究内容围绕上述关键科学咨询题,具体研究内容如下：1

7、.深部煤矿动力灾难的地质构造条件、原岩应力特点及相互作用机制 研究我国深部煤层地质构造特点,探究煤层、顶底岩层空间结构、宏 观力学性质与动力突出之间的关系,从本质上把握煤、岩石的宏观力学特 性及其冲击倾向性的内在属性；研究煤层断层褶曲构造特点与构造应力分 布规律,建立地球物理信号精细探测响应特点和反演讲明理论和综合探测 方法；研究煤岩石矿物成分和细观结构与冲击倾向性的耦合关系和模型描 述,构建煤、岩石组分和细观结构冲击倾向性的判不准那么.2 .深部断续煤岩体的变形破坏规律及其动力响应特点研究深部煤岩石在载荷作用下包括加载和卸荷破裂后演化后破裂 规律及其力学特性,探究煤、岩石微结构、裂隙分布特性

8、对岩石破裂及其 演化的阻碍规律,猎取岩石破裂后连续破裂过程中强度衰减的真实演化特 点；研究断续煤岩体的结构变形破坏规律,探讨不同尺寸结构煤岩体的变 形机制、结构面效应和破坏准那么；研究断续煤岩体的结构面变形和断层错 动过程中超低摩擦效应和动力响应特点,揭示深部煤矿动力灾难的致灾机 理.3 .深部采动应力场时空分布规律及对动力灾难孕灾过程的操纵机理研究深部高地应力与强开采条件下覆岩破断方式、覆岩空间结构形式 和运动规律,建立覆岩空间结构模式与动力灾难的关系模型；研究“覆岩 空间结构-空间应力场-区域性冲击与“局部应力专门-局部微震的多尺 度深部动力灾难的触发机制、孕灾过程及判不准那么,建立覆岩空

9、间结构运 动与采动应力场耦合过程中的应力突变、能量激增的非线性动力学模型； 揭示深部开采诱致覆岩运动与采动应力场时空分布对动力灾难孕灾过程的 操纵机理.4 .深部开采过程中能量场的时空演化规律与多因素耦合致灾机理研究深部原岩应力场与动态开挖耦合条件下的煤岩体动力失稳破坏的 机理及触发条件,揭示开挖过程中原岩应力场与能量场的变化规律、能量 积聚与演化的时空规律以及多因素耦合灾变机理；从能量角度研究深部岩 体动力失稳的力学机理、触发条件；提出基于能量突变的深部岩体失稳破 坏的能量准那么；建立开采扰动下深部岩体动力灾难的能量分析体系.5 .深部煤矿动力灾难的监测预警理论与综合防治方法研究煤岩动力灾难

10、发生的不同信息前兆特点及其耦合特点、变化规律 和演变机理；探究煤岩动力破坏全过程的可测信息特点及变化规律；建立 深部煤岩动力灾难的多参量前兆信息识不理论；研究优化开采设计防治煤 矿深部动力灾难的理论和动力灾难解危技术方法,建立适合我国煤矿深部 动力灾难综合防治的理论与技术体系.二、预期目标揭示深部煤矿动力灾难的发生气理,进展和完善深部煤矿动力灾难有 关的矿山压力理论,探讨深部煤矿动力灾难的地球物理探测方法,建立深 部煤矿动力灾难防治的理论体系和技术方法,为深部煤炭资源的平安、高 效开发和我国深部煤炭工业基地的可连续进展提供科学依据和理论根底, 促进有关学科根底理论的进展.在国内外核心学术期刊发

11、表论文 150篇以上,其中SCI、EI收录论文1 00篇以上,有重要国际阻碍的论文 20篇以上,出版著作3-5部.申请专利 6-8项.在深部煤矿动力灾难推测与防治研究领域,取得一批具有国际阻碍 的研究成果.培养博士后、博士生和硕士生70-80名,凝聚和培养国内一批 高水平研究队伍,培养本领域的优秀科学家及创新团队.建立国内一流深 部煤矿动力灾难研究平台,完成1-2个深部煤矿动力灾难监测与防治的示范 工程,为我国煤炭工业的可连续进展奠定理论与技术根底.三、研究方案一学术思路本工程以国家重大需求和学科前沿为导向,针对动力灾难多学科交叉 的特点,以冲击地压、顶板大面积来压、矿震为重点研究对象,探讨深

12、部 动力灾难威逼煤层平安开采的重大科学咨询题.以岩层运动、矿山压力和 地质力学思想为指导,以地球物理、数学、力学和灾变学为要紧手段和方 法,重点研究深部煤矿动力灾难的地质力学根底、采动环境下力学条件变 化以及由此引发的煤岩体在“时刻-空间-强度方面的动力响应规律；在此 根底上,研究这种动力响应规律在物理场、能量场以及相互作用效应的监 测原理,为建立监测预警和操纵技术体系奠定理论根底,总体学术思路见 图2.研究对象：深部煤矿动力灾难研究方法工程调研室内测试理论研究数值仿真现场监控综合防治综合研究方法多学科交 叉与集成研究根底采矿科学煤田地质学岩体力学非平稳态热力学地球物理学非线性动力学结构非稳固

13、理论灾变学致灾机制1 .地质专门诱发动力灾难机制2,采动应力环境下的致灾机制3.深部动力灾难的时空演化规律与多因素耦合致灾机理分析模型1,地质赋存条件与深部动力灾 难有关性的分析模型2 .岩层运动诱发动力灾难模型3,动力灾难激增互馈作用与多尺度非线性动力学模型理论与技术体系1.地质专门带精细探测理论2,动力灾难的多参量预警理论3,高应力环境下动力灾难的防治理论与技术体系四个关键科学咨询题口口地质赋存条件对深部 煤矿动力灾难的作用 机制及量化分析方法 深部断续煤岩体的 变形破坏规律和工 程动力响应特点采动应力分布和能量 场的时空演化规律与 多因素耦合致灾机理 深部煤矿动力灾难的 多参量监测预警与

14、防 治的理论与关键技术煤炭深部开采中的动力灾难机理与防治根底研穷图2总体学术思路以深部煤岩结构在应力场、构造场以及震动波作用下的动力响应为基 础,研究微震、声发射以及电磁辐射的前兆信息特点参数及其临界值,揭 示前兆信息多参量与应力、煤岩结构的物理力学参数、能量耗散以及震动 波强度之间的关系,形成煤岩动力灾难的多参量监测理论与预警技术.二技术路线本工程将采纳现场调查、室内试验、理论分析、数值仿真和现场试验 相结合的研究方法对深部煤矿动力灾难的灾变机制及其防护举措开展深入 细致的研究工作.应用地震勘探和测井理论与技术,建立地球物理信号精细探测响应特 点和反演讲明理论和综合探测方法,探究煤层、顶底岩

15、层空间结构、宏观 力学性质与动力突出之间的关系；采纳扫描电镜、工业CT、核磁共振、数 字散斑等先进的观测手段,考察深部煤岩体的微结构特点、裂隙特点和块系 结构特点,从本质上把握煤、岩石宏观力学特性及其冲击倾向性的内在属 性；研究煤岩石矿物成分和细观结构与冲击倾向性的耦合关系和模型描述, 构建煤、岩石冲击倾向性判不准那么.改变传统的以纯煤、顶底板岩石试样的物理力学性质为根底的研究方 式,针对深部煤炭的集中开采强烈扰动下煤岩体断续节理结构的特点,研 究岩石破裂后连续破裂过程中强度衰减的真实演化规律,考察断续煤岩体 结构特点及破裂后的变形破坏特点,研究断续煤岩体的结构面变形和断层 错动过程中超低摩擦

16、效应和动力响应,揭示深部煤岩峰后力学响应、失稳 特性及其演化规律和动力失稳操纵计谋.深部煤矿动力灾难的孕育、发生和进展制造条件与采动应力分布和能 量场的时空演化关系紧密.冲击地压、顶板大面积来压、矿震发生的本质 确实是承当高地应力的采场巷道周围煤岩体内,积聚大量弹性能量忽然开 释的过程.从能量角度研究深部岩体动力失稳的力学机理,建立覆岩空间 结构运动与采动应力场耦合过程中的应力与能量突变的非线性动力学模 型,进而提出深部动力灾难的多尺度触发条件、失稳判不准那么和能量分析 体系.以新汶矿业集团、开滦矿业集团和鸡西矿业集团等动力灾难矿井为对 象,通过监测、分析井巷和采场邻近煤岩体的应力变化及微震、

17、声发射和 电磁辐射活动等前兆信息的多参量动态变化趋势,研究煤岩体在变形破坏 过程中的各种前兆信息及其耦合特点、变化规律和演变机理,建立深部煤 岩动力灾难的多参量前兆信息识不理论与预警模型,研究优化开采设计防 治煤矿深部动力灾难的理论和动力灾难解危技术方法,建立适合我国煤矿 深部动力灾难综合防治的理论与技术体系.总体技术路线框图见图3.资料收集理论研究实验与模拟研究数值仿真现场研究工程地质资料非平稳态热力学岩石力学试验有限元现场监测现场监测资料系统灾变理论相似模型实验离散元现场工业动力灾难资料断续岩体力学能量耗散与开释多参量监测试验DDA试验研究深部煤矿动力灾难的地质构造条件、原岩应力特点及相互

18、作用机制 深部断续煤岩体的变形破坏规律及其动力响应特点深部采动应力场时空分布规律及对动力灾难孕灾过程的操纵机理深部开采过程中能量场的时空演化规律与多因素耦合致灾机理深部煤矿动力灾难的监测预警理论与综合防治方法深部煤矿动力灾难多参量耦合监测预警系统及灾变地质条件判不准那么建立地质赋存条件与深部动力灾难有关性的量化分析模型揭示高应力和强卸荷共同作用下组合煤岩体变形破坏过程中的动力响应特点 揭示深部煤岩动力灾难多因素耦合致灾机理和时空演化规律提出煤矿深部动力灾难推测与主动解危的理论和方法图3总体技术路线图三创新点与特色本工程突出深部开采的空间范畴大、强度高、扰动剧烈、动压危害大、 介质属性复杂的特点

19、,开展高应力、强卸荷、反复扰动共同作用下动力灾 难孕灾过程的系统研究,成果表达形式既有机理层面的探讨、又有理论与 方法层面的研究,同时还有应用层面的工程实践,不仅可推进有关学科的 进展,也是我国资源开发可连续进展所迫切需要解决的重大咨询题.本工程的创新点和特色具体表达在：1 .从深部煤岩体动力破坏过程中能量积聚和开释的本质特点动身,针 对深部煤岩体结构的断续属性,探讨采动应力与能量场的时空演化规律、 相互作用及多因素耦合致灾机理,揭示深部煤矿动力灾难孕育和发生的能 量积聚、传递、转化与开释规律,提出基于能量突变的深部煤岩体动力失 稳破坏的判不准那么；2 .针对动力灾难诱发不同类型继发性灾难的特

20、点,探究局部动力灾难 诱发继发性灾难与顶板整体失稳的力学机理,揭示动力灾难激增机制及其 与支护体系的互馈效应,建立考虑动力灾难激增机制与支护体系互馈效应 的深部矿井复合动力灾难的多参数分析模型；3 .针对深部开采条件下覆岩空间结构运动与采动应力场耦合特点以及 应力与能量突变的动力学过程,建立“覆岩空间结构-空间应力场-区域性冲 击与“局部应力专门-微震的深部动力灾难多尺度非线性动力学模型, 从而揭示不同尺度、不同量级动力灾难相互耦合的孕灾过程和触发机制；4 .借助数据融合中的主元素分析方法,通过监测不同地质条件下采动 诱发的微震等多参量前兆信息,建立前兆信息、致灾因子与动力灾难危险 性关系的量

21、化分析模型,提出煤矿深部动力灾难推测与主动解危的理论和 方法,实现从被动救灾向主动防灾的重大转变.四取得重大突破的可行性分析1 .学科与队伍优势工程依靠中国矿业大学、煤炭科学研究总院、四川大学、北京科技大 学、辽宁科技大学、安徽理工大学和山东科技大学等有关研究领域的优势 单位,集中各有关研究单位的优势共同研究深部煤矿动力灾难的根底理论, 而且这些单位承当过本领域国家 973工程、国家自然科学基金重大工程、 国家科技支撑工程等一批国家重大科学研究打算.研究队伍集中了国内煤 矿动力灾难的要紧研究力量,对有关研究内容差不多进行了长期的研究, 取得了一系列研究成果.工程依靠单位拥有2个国家重点实验室和

22、教育部等 8个省部级重点实 验室.工程组邀请了 5位院士担任学术顾咨询钞票鸣高、宋振琪、周世 宁、谢和平、彭苏萍.研究队伍由30名学术骨干组成,其中教授/研究员 20名,副教授/高工8名,博士学位获得者26人,并长期工作在科研、教 学、实验室和工程现场一线.有国家杰出青年基金获得者2人、“百千万 人才工程国家级人选5人、“孙越崎青年科技奖获得者7人、教育部“新 世纪优秀人才支持打算 1人,局部研究骨干曾作为国家自然科学基金创新 研究群体和3个教育部创新团队的成员.形成了一支多学科交叉、老中青 结合、以优秀中青年科学家为骨干、具有良好合作根底的研究团队,为本 工程的顺利实施提供了人才保证.2 .

23、工作根底优势1研究根底与工作积存工程组人员长期从事煤矿工程灾难孕灾的地质构造条件、煤岩体力学 特性、致灾机理、矿压显现规律以及监测预警与综合防治等方面的根底理 论与工程应用研究,专门是近五年来,结合我国能源与煤炭科技的重大需 求,通过参加和完成国家自然科学基金重大工程“深部岩体力学根底研究 与应用,973工程“灾难环境和工程扰动过程中应力传递与能量开释规律 及自适应调控、自然科学基金创新群体工程“矿山岩石力学根底理论研究 与工程应用、国家科技支撑工程“深部开采煤岩动力灾难多参量识不与解 危关键技术及装备等工程研究,在深部煤矿工程动力响应与动力灾难的 致灾机理、深部煤矿岩层运动与采动应力场分布规

24、律、深部煤矿动力灾难 的监测预警与综合防治理论等方面取得了重要进展,在国内外形成了初步 阻碍,完成了为完本钱工程研究奠定了根底.在深部煤矿工程动力响应与动力灾难的致灾机理方面,中国矿业大学 北京、徐州、四川大学、辽宁工程技术大学等单位利用先进的科学实验 手段和分析方法研究了不同加载条件下冲击倾向性煤岩体的变形破坏规律 以及细观破裂演化诱致煤岩体发生冲击失稳的机理；深部煤岩体的微结构 特点、裂隙特点和块系结构特点,以及深部煤岩组合试件的拉伸、压缩响 应、动力学特性和深部煤岩结构的变形破坏规律；深入地阐述了冲击地压 发生的内在机理和条件；基于能量耗散与开释原理,从理论上探讨岩石变 形破坏过程中能量

25、耗散、能量开释与岩石强度和整体破坏灾变的内在 联系.指出内部能量耗散与能量开释是操纵岩石损害至整体破坏的两个不 同的物理力学过程,能量耗散使岩石产生损害,并导致岩性劣化和强度丧 失；能量开释那么是引发岩石整体忽然破坏的内在缘故；给出了基于能量耗 散的损害与强度丧失准那么和基于可开释应变能的整体破坏准那么.针对工程 扰动诱发冲击地压灾难的咨询题,利用实验和数值分析手段,研究了不同 诱发因素下岩体失稳以及工程体的响应规律；提出了放炮震动诱发巷道围 岩失稳的能量判不准那么；模拟分析了不同煤层厚度、原岩应力和顶底板刚 度条件下,采场煤岩体的应力场和弹性应变能的变化规律和分布特点；运 用能量方法,提出了

26、放炮震动诱发巷道围岩失稳的能量判不准那么；基于能 量耗散原理的煤岩体冲击地压机理与破坏分析,建立了基于非平稳态热力 学的冲击地压失稳的判定方法；在Lippmann冲击地压差不多理论的根底 上,建立了冲击地压三维力学数学模型,分析了煤层整体突出前临界状态 下的应力分布情形；得出了更合理的煤层突出范畴度量指标以及煤层整体 平动式突出倾向性的判定方法.在深部煤矿岩层运动与采动应力场分布规律方面,北京科技大学、山 东科技大学、煤炭科学研究总院、安徽理工大学等单位运用高精度微地震 定位技术监测了深部开采条件下多种边界条件采场覆岩空间结构的运动规 律和应力场迁移规律、岩体三维空间破裂规律,提出了长壁采场覆

27、岩空间 结构理论,并成功应用于评判冲击地压发生的可能性、估量矿井瓦斯涌出 量、估量关键层运动及采场顶板压力；系统地研究了覆岩空间结构及其应 力场分布特点；通过数值分析方法模拟研究了采场围岩结构工程响应特点、 三维应力场分布特点,提出用采煤工作面三维“应力壳观点来讲明了采 煤工作面周围的矿山压力显现规律.在深部煤矿动力灾难的监测预警与综合防治理论方面,北京科技大学、 中国矿业大学徐州、煤炭科学研究总院等单位研究了矿震构造活动型、 顶板断裂冲击型和煤柱冲击型三种不同震源机制,分析了矿震孕育、发生 与开采过程的关系；建立了开采扰动势模型,揭示了矿震发生及其规模与 开采深度、开采量、断层构造和应力环境

28、的关系,解决了定量推测矿震发 生时刻、空间和强度的难题；开发出采矿地球物理方法-电磁辐射推测矿 井动力灾难技术,研制出“便携式电磁辐射冲击地压突出监测仪 ,并 成功地进行了现场试验和应用.采纳微地震监测技术分析了煤矿冲击地压 前兆信息,通过追踪岩石破裂在空间上的进展,成功地揭示了冲击地压发生的机理,为推测冲击地压、确定解放层参数等提供了依据；成功地实施 了煤层卸载爆破、深孔断顶爆破、开采保护层、合理开采布置等技术来防 治煤矿冲击地压,积存了丰富的体会.工程组长期从事煤矿动力灾难研究,在新汶、徐州、兖州、大屯、鹤 岗、华亭、平顶山、义马、邯郸、丰城、南桐、鄂尔多斯等地区开展了煤 矿动力灾难的防治

29、工作,为本工程研究提供了有利条件.2实验室工作根底中国矿业大学北京、徐州“煤炭资源与平安开采和“深部岩体力 学与地下工程两个国家重点实验室具有较扎实完善的研究根底,实验室 拥有一批高性能的先进设备,包括国内第一台可供固体样品微区分析的激 光微探针-飞行时刻型二次离子质谱仪,可做正负离子及同位素组成微区分 析；粉末X射线衍射仪和原子吸取光谱仪,可供物相、矿物的定量和伴生 元素的测定；X射线荧光光谱仪,可供煤中主量和微量元素的测定；带能 谱仪的扫描电镜、MPV-III显微镜光度计,周密偏光显微镜、高速离心机、 显微FTIR光谱仪、微波消解仪等分析仪器.同时拥有 Disp-24通道岩层失 稳声发射监

30、测系统、TDS-6微震信号采集系统、地应力测试系统、RIS K2地质力学探测雷达、钻孔红外成像仪、多波地震仪、瞬变电法仪等工程物 探仪器和开发平台,由17套效劳器和工作站与大型软件构成的煤矿高辨论 三维地震资料处明白得释系统等,可对深部煤岩材料变形破裂过程中的声 发射、电磁辐射、微震等效应进行测试研究.工业运算机断层扫描系统 I CT、EHF-EG200KN型全数字液压伺服实验系统、EHF-UG500KN型全数 字液压伺服三轴实验系统、AutoGraph AGS-H5KN型周密电子万能实验机、 1000吨级的多功能真三轴特大型试验机, 三维多功能岩层操纵实验系统、2 0MN高温高压伺服操纵岩体

31、三轴试验机、MTS815电液伺服材料试验系统、 煤岩体水力致裂试验系统、SEM高温疲劳实验系统、SPM-9500J2型扫描探 针显微镜、高速摄影机、TVS-8000Kli红外热成像仪、PhotoStress Plus Sy stem反射式光弹仪系统、大尺度激光外表粗糙仪、高性能并行运算机、HP8000图形工作站、DELL 1400SC型效劳器等高端运算机和虚拟现实开发及显示投影系统、先进的岩土工程数值模拟运算软件ANSYS、ABAQUS、FLAC3D、UDEC3D、PFC等为工程研究提供了良好的条件.(3)工程组织与治理方式以国内长期从事预防煤矿煤矿动力灾难技术及根底研究、并与国际同 行具有广

32、泛合作交流的中国矿业大学(北京、徐州)作为工程申报单位, 联合我国本领域科研实力最强的煤炭科学研究总院、北京科技大学、四川 大学、辽宁工程技术大学、山东科技大学和安徽理工大学等骨干单位,形 成跨部门、多学科交叉的整体联合研究队伍.工程将采取首席科学家负责制,实行首席科学家与课题负责人两级责 任治理；设置学术咨询专家组进行指导和监督,建立定期检查制度.工程 拟分为6个课题,课题负责人对首席科学家负责,并同意咨询专家监督. 工程将设置专家工作组,由各课题负责人和国内外本领域知名专家组成, 严格根据国家重点根底研究规划工程的治理条例实行动态治理,定期举行 有本领域国内外知名学者参加的国际学术研讨会和

33、课题负责人工作会议, 保证工程内容的顺利完成.四、年度打算第一年度：工程启动协作时期2021年组建工程专家组和治理组,制定工程运作、和谐和治理方案,完成课 题及专题的详细论证,编制课题和专题的打算任务书,落实具体研究打算, 全面启动研究工作.针对各课题的研究需求,选择2-3个典型工程；开展有关资料的调研和 分析,广泛会聚煤炭深部开采中的动力灾难机理与防治方面的研究资料, 为全面开展研究工作做好预备.研究我国深部煤层地质构造特点,探究煤层、顶底岩层空间结构、宏 观力学性质与动力突出之间的关系；研究深部煤岩石在载荷作用下包括加载和卸荷破裂后演化后破裂规律及其力学特性,探究煤、岩石微结构、 裂隙分布特性对岩石破裂及其