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岩土工程方面有关论文范文例文,与煤矿专业文发表2016年相关论文答辩开场白
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院北京研究生部,获硕士学位,1994年1月晋升为副教授,2000年1月晋升为教授,现从事矿井安全技术及工程专业的教学与科研工作.
项目概况
2.1研究方向
创新研究群体将针对深部开采的相关基础理论与技术难题,以群体长期科学研究与合作中自然形成的"矿山岩体力学的基础理论与应用研究","矿山岩体精细结构探测方法研究"和"矿山岩体工程支护理论与技术研究"等三个紧密联系又各具特色的研究方向为依托,拟开展"深部开采条件下工程岩体的力学行为及灾害的探测,防治与对策".
我国经济建设中95%的能源和80%以上的工业原料来自于矿产资源,预计今后30年,将是中国历史上最大,最集中需求矿产品的时期.为满足社会与经济发展日益增长的需求,随着矿山工程技术体系的进步与完善,资源开采不断地向深部发展.然而,随着采深的逐年增加,水压,地压,地温也相应增加,致使开采难度加大,井巷失稳,瓦斯突出,冲击地压等灾害事故时有发生,使矿山正常生产日益受到严重威胁,作业环境恶化,通风降温和生产成本急剧增加,为深部资源开采提出了严重的挑战.
学术群体将组织进行多层次多学科交叉,采用高新技术手段,进行系统的探索和攻关,既要在现有研究基础和相应的实验手段基础上,充分重视,总结,提高,发展现有的研究成果,同时更重要的是学习和发展新的理论,引入新的思维和研究方法,打破常规,开展深部资源开采的创新研究,形成我国深部资源开采科学问题的原创性研究成果和理论体系,为解决矿山工程灾害的科学预测及控制等重大的科学和工程问题提供了理论基础和实践经验.
2.2研究内容
煤炭是我国工业和国民经济发展的主要能源.目前我国浅部煤炭资源因持续开采已大为减少,矿井的开采深度越来越深.我国的煤炭资源埋深在1000m以下的为2.95万亿吨,占煤炭资源总量的53%.1980国内煤矿开采的平均深度为288米,20世纪末已经近500米,目前煤矿开采深度以每年8-12m的速度增加,预计在未来20年我国很多煤矿将进入到1000m到1500m的深度.深部矿物资源(包括煤炭和其它矿物)的开发和生产是我国采矿工业今后的发展趋势.解决深部煤炭等矿产资源开发所遇到的一系列科学和技术问题已成为我国矿业界的重大理论和技术课题.针对目前状况,本项目主要开展"深部开采条件下工程岩体的力学行为及灾害的探测,防治与对策"研究.具体包括以下内容:
深部开采条件下岩体变形破坏规律,强度,本构关系及其物理机制
研究高地应力,高温和高渗透压(三高条件)下,岩体的变形破坏规律,强度,本构关系及其物理机制.重点是"三高"条件下岩石体的热力学特征,热损伤演化规律,流固耦合特征,强度理论和本构关系.借助先进的岩石三轴实验系统模拟岩石在深部开采条件下的应力条件,研究"三高"条件下岩石强度,变形,断裂力学性质和本构关系.借助SEM高温伺服疲劳实验系统,通过实验和理论研究"三高"条件下岩石力学行为的细观组织结构,缺陷的演化模式,查清深部条件下岩石脆性—延性转化的物理力学机制.
深部开采条件下岩体灾害性事故的特征描述,破坏过程与防治对策
研究裂隙岩体中节理,断层形态生成和模拟的分形方法.研究分形表面形态的维数定理,改进现有的表面测试手段,对断裂表面形态进行各向异性的系统测试来验证理论成果,提高节理和断层表面形态生成和模拟的精度.
系统研究深层开采动力破坏现象的物理力学机理和过程.
深部煤炭开发地质安全保障系统
依据瓦斯地质理论,运用先进的地震探测技术,研究东部典型矿区瓦斯突出煤体的结构和发育规律,探测地质构造的空间形态和分布规律,以及与瓦斯突出分区的关系,形成一套煤与瓦斯突出预测的地震探测技术与方法.主要包括:
深部瓦斯地质条件研究:研究矿区含煤地层演化历史和构造变形特征,研究矿区的区域地质特征和瓦斯突出煤体的形成和发育规律,研究矿区瓦斯生成,运移,聚集及突出的变化规律.剖析地质条件对煤与瓦斯突出的控制机理,建立研究煤系岩性组合,煤的变质程度,区域地质构造,矿井地质构造,煤厚及其变化,煤体结构和地应力等地质因素与瓦斯赋存及突出的关系.
瓦斯富集部位的地震探测方法与技术研究:利用地震资料与瓦斯突出及影响瓦斯突出的敏感地质地球物理指标之间的关系,研究地震探测瓦斯富集部位的技术与方法,并在典型采区和工作面验证.
煤田深部地质状况高分辨三维地震及三维三分量地震勘探技术研究:研究煤系地层地球物理响应特征及煤田三维地震勘探的广义地震射线路径积分理论,以淮南矿区为基础建立煤田采区三维地震勘探基本地学模型,定量勘测构造和瓦斯突出煤体的形态和空间分布规律,研究三维三分量地震勘探的野外施工,资料处理与解释流程,进行岩性解释,测定地层各向异性,查找裂隙发育带,检测裂隙的走向和密度,圈定煤层厚度及其瓦斯富集范围.
软岩工程力学基本理论与软岩巷道支护新技术研究
深部软岩巷道大变形设计理论:从细/微观尺度上系统研究深部软岩巷道大变形的物理力学本质,探讨与大变形,强流变性质相适应的软岩巷道(与硐室)支护设计新理论,
深部软岩巷道支护设计非线性理论:研究深部软岩进入塑性变形状态后与支护体相互作用,从而达到二次稳定的力学机理.以地质演化与构造应力场为背景,研究因开挖卸荷引起的软岩体结构损伤累积演化过程,以及这种损伤非线性行为对软岩体的工程稳定性的影响,从而进一步探讨与之相适应的深部软岩支护新理论,
基于软岩大变形和非线性力学行为的深部软岩巷道(与硐室)支护新技术:根据上述两个方面的支护设计新理念,结合材料科学发展趋势,探索与深部软岩物理力学行为相匹配的支护设计新技术与新工艺.
2.3预期目标
基于损伤力学,非平衡统计力学,材料物理,分形几何等理论,建立深部开采条件下("三高"条件)岩体力学分析的理论框架.发展一套非规则网格下岩体节理或断层形态生成和模拟的分形插值理论与方法.提出深部开采条件下岩体工程灾害的预测预报与防治理论.
查清深部开采条件下的构造应力场,煤层中瓦斯,深部岩溶水的赋存和运动规律,突出机理及高应力场条件下井巷围岩变形破坏机理.建立和完善以采区三维地震勘探为代表的煤田深部地质状况探测技术与理论.
结合微观,细观和宏观力学分析,提出软岩巷道工程稳定性的控制理论,设计方法与控制技术.
2.4进度安排
第一阶段:2003年1月~2003年12月
调研和查阅资料,
开展高围压,高温和高渗透压条件下岩石体的宏观力学实验,研究岩石在上述"三高"条件下的热力学特征,热损伤演化规律,流固耦合特性及其对岩石体变形破坏,强度和本构关系的影响,推导分形表面形态的维数定理,提出节理或断层形态生成和模拟的分形插值理论.详细研究深部开采条件下岩体灾害性事故的特征,破坏过程及其定量描述方法.
研究①岩溶发育规律和岩溶水动力学特征:奥陶系灰岩岩溶含水层深部地下水循环条件,陷落柱发育形成机理,分布规律等,②采动岩体结构与地下水运移关系的研究:重点研究煤层底板岩体工程地质综合特征,采动后的水岩耦合作用机理,采动裂隙网络生成及地下水渗流机理及煤层底板岩体导高的分布规律,③深部开采的突水机理:深部岩溶水流突水特征和规律,深部突水与岩体结构,地应力和采动效应之间的关系,渗排平衡与矿区水资源变迁的系统作用机制.
从微观尺度上揭示软岩成份,微组构对其力学性能的影响机理.从细观尺度上探讨不同矿物成份,结构对其本身强度,变形性质及参数的量化影响.
第二阶段:2004年1月~2004年12月
建立表征深部条件("三高"条件)下岩石变形破坏过程,强度和本构关系的力学模型,通过实验系统地研究断裂表面的各向异性性质,验证分形插值理论和插值模型,提高节理和断层表面形态生成和模拟的精度,借助SEM高温伺服疲劳实验,研究"三高"条件下岩石体力学行为的细观组织结构,缺陷的演化模式,查清"三高"条件下岩石脆性—延性变化的特征及其物理力学机制.
开展部典型煤矿区地应力场特征的研究,探讨深层开挖条件下巷道和采场应力场分布特征及演化模式,研究构造应力对巷道围岩活动规律的影响机理,研究现代应力场条件下井巷支护构筑物与围岩运动耦合作用机理.
从宏观尺度上研究不同地质历史时期不同构造应力场作用下,软岩岩体所产生的结构构造的损伤演化过程,以及这种非线性损伤大变形过程对软岩岩体的工程稳定特性的影响,结合微观,细观和宏观研究,综合分析软岩复合地质材料的力学性特点,受力损伤非线性大变形机
岩土工程方面有关论文范文例文,与煤矿专业文发表2016年相关论文答辩开场白参考文献资料：