不同取样深度对煤体力学性能及变化规律的实验室研究.pdf

《不同取样深度对煤体力学性能及变化规律的实验室研究.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第２２卷第５期（总第１３８期）煤矿开采Ｖｏｌ.２２Ｎｏ.５（ＳｅｒｉｅｓＮｏ.１３８）２０１７年１０月ＣＯＡＬＭＩＮＩＮＧＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＯｃｔｏｂｅｒ２０１７基础研究不同取样深度对煤体力学性能及变化规律的实验室研究吴志刚１，２，康红普１，２，李文洲１，２，王１，２洋（１.煤炭科学研究总院开采研究分院，北京１０００１３；２.天地科技股份有限公司开采设计事业部，北京１０００１３）［摘要］为了研究工作面煤壁近水平钻取不同深度煤体的物理力学参数及变化规律，在陕西何家塔煤矿５０１０５工作面切眼近水平钻取直径１４７ｍｍ左右的煤芯，在实验室

2、加工成标准试件，从开切眼煤帮表面到煤体内部０～２.５ｍ深度，间隔０.５ｍ分为５段不同深度，分别进行单轴抗压强度、弹性模量、黏聚力、泊松比、内摩擦角等力学参数测试。结果表明：内摩擦角与试件的位置关系不大，弹性模量、泊松比先突变后平缓，但是抗压强度、黏聚力０～２.５ｍ线性增加，抗压强度从１７.５１ＭＰａ增大到２８.４３ＭＰａ，０～０.５ｍ范围内是２～２.５ｍ的６２％；黏聚力从５.７３ＭＰａ增大到９.９ＭＰａ，０～０.５ｍ范围内是２～２.５ｍ的５８％。［关键词］不同深度；煤体；力学参数；变化规律；实验室试验［中图分类号］ＴＤ３１５.３［文

3、献标识码］Ａ［文章编号］１００６-６２２５（２０１７）０５-０００１-０４ＥｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌＳｔｕｄｙｏｆＤｉｆｆｅｒｅｎｔＳａｍｐｌｉｎｇＤｅｐｔｈｔｏＣｏａｌＭｅｃｈａｎｉｃａｌＰｒｏｐｅｒｔｙａｎｄＩｔｓＣｈａｎｇｅＲｕｌｅ１，２，１，２１，２１，２ＷＵＺｈｉ-ｇａｎｇＫＡＮＧＨｏｎｇ-ｐｕ，ＬＩＷｅｎ-ｚｈｏｕ，ＷＡＮＧＹａｎｇ（１.ＭｉｎｉｎｇＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，ＣｈｉｎａＣｏａｌＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００１３，Ｃｈｉｎａ；２.ＣｏａｌＭｉｎｉｎｇ＆ＤｅｓｉｇｎｉｎｇＤｅｐａｒｔｍｅｎ

4、ｔ，ＴｉａｎｄｉＳｃｉｅｎｃｅ＆ＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＣｏ.，Ｌｔｄ.，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００１３，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｓｔｕｄｙｏｆｐｈｙｓｉｃａｌａｎｄｍｅｃｈａｎｉｃｓｐａｒａｍｅｔｅｒｓａｎｄｃｈａｎｇｅｒｕｌｅｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｄｅｐｔｈｃｏａｌｂｏｄｙ，ｗｈｉｃｈｓａｍｐｌｉｎｇａｌｏｎｇｎｅａｒｌｙｈｏｒｉｚｏｎｔａｌｉｎｗｏｒｋｉｎｇｆａｃｅｗａｌｌ，ｃｏａｌｃｏｒｅｓｏｆｄｉａｍｅｔｅｒ１４７ｍｍｔｈａｔｓａｍｐｌｉｎｇｉｎｃｕｔｔｉｎｇｏｆ５０１０５ｗｏｒｋｉｎｇｆａｃｅｏｆＳｈａａ

5、ｎｘｉＨｅｊｉａｔａｃｏａｌｍｉｎｅ，ｔｈｅｎｓｔａｎｄａｒｄｔｅｓｔｓｐｅｃｉｍｅｎｓｗｅｒｅｍａｄｅｉｎｌａｂｏｒａｔｏｒｙ，ａｎｄｔｈｅｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐａｒａｍｅｔｅｒｓｗｅｒｅｔｅｓｔ，ｗｈｉｃｈｉｎｃｌｕｄｅｕｎｉａｘｉａｌｃｏｍｐｒｅｓｓｉｖｅｓｔｒｅｎｇｔｈ，ｅｌａｓｔｉｃｉｔｙｍｏｄｕｌｕｓ，ｃｏｈｅｓｉｖｅ，ｐｏｉｓｓｏｎｒａｔｉｏ，ｉｎｔｅｒｎａｌｆｒｉｃｔｉｏｎａｎｇｌｅａｎｄｓｏｏｎ，ａｎｄｔｈｅｔｅｓｔｗｅｒｅｄｏｎｅｕｎｄｅｒｆｉｖｅｄｉｆｆｅｒｅｎｔｄｅｐｔｈｔｈａｔｆｒｏｍｃｕｔｔｉｎｇｃｏａｌ

6、ｓｉｄｅｓｕｒｆａｃｅｔｏｉｎｔｅｒｉｏｒ，ｄｅｐｔｈｗａｓ０～２.５ｍ，ｉｎｔｅｒｖａｌｗａｓ０.５ｍ.Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｔｈｅｒｅｗａｓｎｏｏｂｖｉｏｕｓｌｙｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｂｅｔｗｅｅｎｉｎｔｅｒｎａｌｆｒｉｃｔｉｏｎａｎｇｌｅａｎｄｓａｍｐｌｅｓｐｏｓｉｔｉｏｎ，ｅｌａｓｔｉｃｉｔｙｍｏｄｕｌｕｓａｎｄｐｏｉｓｓｏｎｒａｔｉｏｗａｓｃｈａｎｇｅｄｓｈａｒｐｌｙｆｉｒｓｔａｎｄｔｈｅｎｓｍｏｏｔｈｌｙ，ｂｕｔｕｎｉａｘｉａｌｃｏｍｐｒｅｓｓｉｖｅｓｔｒｅｎｇｔｈａｎｄｃｏｈｅｓｉｖｅｉｎｃｒｅａｓ

7、ｉｎｇｌｉｎｅａｒｌｙｂｅｔｗｅｅｎ０～２.５ｍ，ｕｎｉａｘｉ-ａｌｃｏｍｐｒｅｓｓｉｖｅｓｔｒｅｎｇｔｈｉｎｃｒｅａｓｅｄｆｒｏｍ１７.５１ＭＰａｔｏ２８.４３ＭＰａ，ｉｔ’ｓｖａｌｕｅｉｎｓｃｏｐｅ０～０.５ｍｗａｓａｂｏｕｔ６２％ｏｆ２～２.５ｍ，ｃｏｈｅ-ｓｉｖｅｉｎｃｒｅａｓｅｄｆｒｏｍ５.７３ＭＰａｔｏ９.９Ｍｐａ，ｉｔ’ｓｖａｌｕｅｉｎｓｃｏｐｅ０～０.５ｍｗａｓａｂｏｕｔ５８％ｏｆ２～２.５ｍ.Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｄｅｐｔｈ；ｃｏａｌｂｏｄｙ；ｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐａｒａｍｅｔｅｒｓ；ｃｈａｎｇｅｒｕ

8、ｌｅ；ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｔｅｓｔ煤体单轴抗压强度、弹性模量、泊松比、内摩系。不同学者研究煤的“尺寸效应”和“形状效擦角、黏聚力等是煤体力学中最基本的参数，是矿应”［３－８］，为煤柱稳定性研究提供基础数据。国内井开拓布署、巷道布置