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1、文章编号:1003-5923(2001)02-0074-03底板比压测试技术1211邹德蕴,石伟,张开智,高延法(1.山东科技大学,山东泰安271019;2.新汶矿业集团协庄煤矿,山东新泰271200)摘要:基于实际工程需要,详尽地介绍与分析测量底板比压的基本原理、方法及其实用底板比压测量仪的结构与工作原理。关键词:底板比压;极限比压;压入深度;测试技术中图分类号:TD326文献标识码:B底板比压测试是高档普采面支护参数设计与上存在峰状反应出来(图1a)。这个峰值载荷即为选取的重要工程设计依据。松软底板对工作面有较底板的极限抗压强度或
2、承载能力Pz。还有的底板大的破坏度;工作面支护与煤层的顶底板构成一个承载后出现较显著的塑性变形,其特征是支柱载荷临时建筑体,其中任何一个环节的破坏,都会危及与钻底量曲线上没有明显峰值(图1b),对于这种整个建筑体,使其受力平衡遭到破坏。软底工作面情况,应结合顶板管理上的需要,在顶板下沉量允在一定的时空条件下,支柱穿入底板,就预示着采许值内以载荷Pz—钻底量hzd曲线曲率变化较显著场支撑系统的刚度显著降低,导致顶板下沉量增大的点作为底板极限承载力的标准。工程中表现塑性的概率提高,直接顶发生离层,采面支柱的工作阻变形的一类底板较多。力降低
3、,使采面临时建筑体失稳,易造成推垮型冒由于底板地质构造受多因素影响,精确测量底顶事故。板比压值是一件较困难的技术工作,这方面的技术随着开采深度与力度的加大,采场顶板动态压标准相对较少和开展研究的成果较少和不完善,在力随之增大活跃,软底工作面时常发生支柱支承强前几年的矿井质量标准化检查工作中曾提出,采面度不够的情况。因此,加强底板比压测试工作,跟支柱钻底量hzd必须小于100mm。因此,(1)在结合踪底板比压参数的分析利用,实时合理的确定支护Pz—hzd曲线确定底板极限承载力Pz时,还应考虑支密度,避免随意盲目地加大支护密度及增加支、回
4、柱钻底量hzd小于100mm的限度;(2)若管理上需柱工作量,显得重要迫切。要顶板下沉量极小或支柱钻底量hzd=0,则以顶板1底板抗压入强度测试原理底板比压测试是对工作面煤层底板进行破坏性测试,通过数据分析,计算出底板的压强。煤层底板的破坏有一个从量变到质变的过程,底板在承受支柱载荷时,底板产生弹性变形,当支柱工作阻力增大,底板弹性变形随之增大,达到弹性变形极限后,底板就发生脆性变形,发生底板脆断。底板破坏与支柱突然压入底板是同时发生的突变现象,这现象可通过支柱载荷与钻底量关系曲线图1支柱载荷与钻底量关系收稿日期:2001-01-04
5、作者简介:邹德蕴(1958-),男,山东威海市人,高级工程师,煤炭行业专业技术拔尖人才,1982年毕业于山东矿业学院,现在山东科技大学矿压研究所从事安全检测技术方面的科研工作,曾获部级科技进步奖1项及国家实用新型专利和发明专利共8项,在多种杂志发表文章30余篇。·74·2001.№2矿山压力与顶板管理下沉量hd、钻底量hzd及Pz同时作为底板比压测算合顶板允许最大下沉量和底板允许最大钻入量综依据。合考虑)。否则应更换压模。这种比压仪较适合测由上可知,采场尤其是软底面,就有一个合理量Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ类底板。柱鞋面积Sz及支护密度ρz的设计问题
6、,而比压测这种底板比压仪仅用于测量在限定压模压入量值正是Sz、ρz的基础数据。深度或支柱钻底量或顶板下沉量的情况下的底板比压,与DZD-40A型比较具有一定的局限性和2底板比压仪结构测量范围小的问题,但测量参数具有实用性。(1)DZD-40A型比压仪(图2)。它由单体液3底板比压仪测试方法压支柱、手压注液加压泵、单体柱定位座及Φ40、Φ60、Φ80、Φ130mm四个压模组成。使用时,根据3.1准备底板硬度情况选择压模。这种比压仪较适合Ⅰ、Ⅱ、在进行底板比压测量前应制定好记录表格。测Ⅲ类底板测量。点选择应以同类岩性采场底板测点数不少于6
7、～9个,以确保数据具代表性和较高精度,测量时要先将底板上的浮煤及松散层剥离治平,使压模作用面平整光滑。3.2测试(1)DZD-40型比压仪的定位器和压模垂直安设在测面(点)上,先将单体柱上端置入顶梁,柱座入定位器槽内,然后用手压注液泵通过单体柱升压。测量时应记录顶底板间距、压模直径、升压压力表读数及压模压入深度。测量中尤其要注意测读达到最大允许压入深度时对应的压力值,这组数据对后续进行支护密度及柱鞋计算非常重要,这一升压过程称为第一比压测试,从实际应用考虑,它图2DZD-40型底板比压仪工作示意图已满足计算支护密度及柱鞋面积的要求。继
8、续升压(2)DCYM-Ⅱ型冲击式底板比压仪(图3)。连续记录压力表读数与对应压入深度(压入深度已超出允许的最大值),直至压力不再变化或变化较小,甚至出现下降,这时底板受压达到屈服,hzd迅速增大,此时(Pz,hzd)是底
