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      貴州礦區(qū)煤巖體的低強(qiáng)度相似材料正交配比試驗(yàn)測(cè)試

      2019-02-08 13:02:24管育春謝小平宋義華張權(quán)坤
      山東工業(yè)技術(shù) 2019年1期
      關(guān)鍵詞:鋼筒交配圓柱

      管育春 謝小平 宋義華 張權(quán)坤

      摘 要:針對(duì)“三軟”煤層低強(qiáng)度煤巖體的相似材料配比的準(zhǔn)確選取,為貴州省六盤水礦區(qū)“三軟”煤層開采相似材料二維加載模擬試驗(yàn)提供重要的理論依據(jù),以及提高實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性、縮短相似模擬試驗(yàn)時(shí)間。以米籮煤礦110302工作面為現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)條件為原型,采用正交配比試驗(yàn)的方法,測(cè)試了低強(qiáng)度相似材料的力學(xué)性質(zhì)參數(shù),為合理正確的選取相似材料提供了重要的科學(xué)依據(jù)。

      關(guān)鍵詞:淺埋深煤層;相似模擬;礦壓顯現(xiàn)規(guī)律;地表變形

      DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.01.077

      1 工程概況

      米籮煤礦位于水城縣東南部米籮鄉(xiāng),礦井地理坐標(biāo)為:東經(jīng)104°56′49″~105°01′50″;北緯26°23′29″~26°26′06″。米籮礦井井田范圍內(nèi)含可采及大部分可采煤層15層,含煤巖組為二疊系上統(tǒng)宣威組(P3xn),由砂巖、頁(yè)巖、泥巖及煤層組合,煤層間的頂、底板多為軟質(zhì)巖構(gòu)成,穩(wěn)定性較差,單層煤開采形成采空區(qū)后,引發(fā)直接頂板崩頂、冒落的可能性較大,對(duì)煤層開采造成的不利影響較大。主采1號(hào)煤層和3號(hào)煤層的110302(里段)工作面,淺灰色泥質(zhì)砂巖為直接底,厚0.3~1.1m,遇水軟化;灰色細(xì)砂巖為老底;泥質(zhì)粉砂巖為直接頂;灰色中細(xì)砂巖為基本頂。

      2 正交配比試驗(yàn)測(cè)試儀器及試件制作

      2.1 試驗(yàn)測(cè)試儀器

      六盤水師范學(xué)院礦業(yè)與土木工程學(xué)院躬行樓實(shí)驗(yàn)樓采礦工程實(shí)驗(yàn)室擁有煤巖及混凝土試樣加工儀器設(shè)備:YT-20型液壓多功能脫模器、巖石自動(dòng)取芯機(jī)、巖石自動(dòng)切割機(jī)、SHM-200型雙端面磨石機(jī);巖石物理力學(xué)測(cè)試及二維相似材料模擬的儀器設(shè)備:SAJS-2000型微機(jī)控制電液伺服巖石三軸直剪試驗(yàn)機(jī)及相似材料二維加載模擬試驗(yàn)臺(tái)、LYYS-500KN型電腦控制電液伺服巖石拉力試驗(yàn)機(jī)、YAW-2000D型四立柱壓力機(jī)。

      2.2 試件制作

      實(shí)驗(yàn)室使用Ф50mm×100mm的圓柱鋼筒模具,制作試件尺寸為Ф50mm×100mm,圓柱鋼筒通過固定螺栓可拆卸成兩半,也可以通過底座螺栓把圓柱鋼筒和底座拆卸開。制作試件的時(shí)候先把圓柱鋼筒模具組裝好,制作完試件并待試件干燥以后,將圓柱鋼筒拆卸開,便于拆模取出試件。本次相似模擬材料選取粒徑小于3.35mm的優(yōu)質(zhì)河沙、普通石膏粉及碳酸鈣粉,將相似材料按設(shè)計(jì)配比的骨料和膠結(jié)相似材料先用攪拌機(jī)攪拌均勻,再加入規(guī)定量的水繼續(xù)攪拌,然后將攪拌均勻的混合相似材料放入圓柱鋼筒模具中搗實(shí)均勻,干燥1~2天后脫模取出試件,進(jìn)而干燥養(yǎng)護(hù)3~5天即可制成標(biāo)準(zhǔn)試件,每個(gè)配比號(hào)制作3個(gè)試件,共36個(gè),分12組進(jìn)行物理力學(xué)性質(zhì)參數(shù)測(cè)試。制作的標(biāo)準(zhǔn)相似模擬材料試件如下圖1、圖2所示。

      3 試驗(yàn)測(cè)試結(jié)果

      實(shí)驗(yàn)室制作圓柱體試件規(guī)格為直徑50mm,高度100mm,立方塊試件規(guī)格為長(zhǎng)度50mm,高度50mm,通過單軸抗壓強(qiáng)度測(cè)試(如圖3所示),測(cè)試結(jié)果如見表1所示。

      參考文獻(xiàn):

      [1]錢鳴高,石平五.礦山壓力與巖層控制[M].徐州:中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社,2003.

      [2]李寶富,任永康,齊利偉等.煤巖體的低強(qiáng)度相似材料正交配比試驗(yàn)研究[J].煤炭工程,2011,26(04):93-95.

      [3]劉海亮,王海龍,劉江波等.低強(qiáng)度相似材料正交配比試驗(yàn)[J].遼寧工程技術(shù)大學(xué)學(xué)報(bào),2014,33(02):189-192.

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