深部矿井钙质页岩吸水特性试验研究.pdf

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1、第41卷第11期煤炭科学技术Vo1．41No．112013年11月CoalScienceandTechnologyNOV．2013深部矿井钙质页岩吸水特性试验研究郭宏云，李兵，孙崇华，王新波，张峰(中国人民解放军总装备部工程设计研究总院，北京100028)摘要：为研究深部矿井巷道围岩受水影响的作用特性，利用自主设计的深部矿井软岩吸附水测试装置，对大强煤矿的钙质页岩分别进行了有压和无压吸水试验，研究了岩石在不同条件下的吸水特性。结果表明：钙质页岩有压和无压吸水量随时间的变化曲线均可用幂函数进行拟合；双对数坐标中，有压吸水特征曲线呈直线型，而无压吸水特征曲线则呈上凸或下凹型。最后，通过对岩样矿物

2、组成、微观结构等物理化学性质参数的分析，得出了岩石有压吸水过程中的初期吸水速率受孔隙的影响较大，黏土矿物含量较小而有效孔隙较大的岩石吸水量较大，岩石的无压吸水量与岩石中所含黏土矿物的含量与离子交换容量呈正相关性。关键词：深部矿井；钙质页岩；吸水试验；矿物组成；微观结构特性中图分类号：TD315文献标志码：A文章编号：0253—2336(2013)11—0103-05ExperimentResearchonWaterAbsorptionFeaturesofCalcareousShaleinDeepMineGUOHong—yun，LIBing，SUNChong—hua，WANGXin—bo，ZH

3、ANGFeng(EngineeringDesignandResearchInstitute，GeneralEquipmentDepartment，ChineseLiberationArmy，Belting100028，China)Abstract：Inordertostudyfeaturesofinteractionbetweensurroundingrockandwatertheselfdesignedwaterabsorptiontestdeviceofthesoftrockindeepmine，thepressurizedandnopressurizedwaterabsorptione

4、xperimentswereindividuallyconductedonthecalcareousshalefromtheDaqiangMineandthewaterabsorptionfeaturesofthecalcareousrockunderthedifferentconditionswerestudied．There—suhsshowedthatthepressurizedandnopressurizedwaterabsorptionvaluesofthecalcareousshalewiththetimevariationcurvecouldbefittedwiththepow

5、erfunction．Inthedoublelogarithmiccoordinates，thepressurizedwaterabsorptionfeaturecurvewouldbeinalinearandthenopressurizedwaterabsorptionfeaturecurvewouldbeconvexonthetopandconcaveonthelow．Infinal，withtheanalysisonthemin—eralcompositionoftherocksample，themicrostructureandotherphysicalandchemicalprop

6、ertyparameters，theinitialwaterabsorptionrateinthepressurizedwaterabsorptionprocessoftherockwashighlyinfluencedbythepores，therockwithalowclaymineralcontentandwithlargeeffectiveporeswouldhaveahighwaterabsorptionvalueandthenopressurizedwaterabsorptionvalueoftherockwouldhaveapositivecorelationwiththecl

7、aymineralcontentandtheionexchangevalueoftherock．Keywords：deepmine；calcareousshale；waterabsorptionexperiment；claymineralcomposition；microstruetinefeataures破坏性的影响J。软岩巷道开挖后，裂隙水使得0引言围岩处于单面触水状态，并且具有约1．5m高的水水是诱发各