本项目以煤矿开采过程中诱发的重大瓦斯事故演化机理为研究主线,综合运用理论研究、实验研究和数值模拟相结合的方法,开展了大量的研究工作建立了含瓦斯煤体破坏与瓦斯运移耦合相关数学模型,运用时变边界动力学的观点解释了瓦斯突出机理。结合60多个矿井的现场突出案例,总结分析了突出强度的统计规律及其主控因素,建立了煤与瓦斯突出强度的预测模型和基于采掘工作面前方煤体瓦斯涌出量的时序动态变化特征(Q序列)的突出预测模型,并对煤与瓦斯突出冲击波的形成与传播规律进行了理论分析,开发了突出危险性多源信息耦合预测技术及钻割。此外,发现了重烃组份和氢气的加入会增大瓦斯爆炸的危险性,揭示了外加电场和壁面热物性对瓦斯爆炸传播规律的影响,开展了瓦斯连续爆炸相关的测试与实验研究。揭示了瓦斯爆炸生成烟流稀释扩散规律和爆炸影响范围的浓度场、温度场、压力场和流场的时空动态变化规律,以及一定温度和压力下,对矿井设施破坏和人员伤害情况。另外,开展了火区巷道注惰实验及数值模拟,揭示了灾区可燃气体层运移和扩散规律对环境因素的影响以及灾区构筑风门和注惰等救灾行为对灾区通风系统风流状态的影响。最后,提出了真空腔抑制瓦斯爆炸传播的新技术。
英文主题词gas and coal outburst;gas explosion;evolution machanism;ventilation system;explosion suppression