煤层的内部结构特征及对其物理力学性能的影响讲述.pptx

煤层的内部结构特征及对其物理力学性能的影响 —— 第一组 煤层的内部结构特征及对其物理力学性能的影响 小组成员及分工 徐 邓 ｜ 开 题 与 总 结 及 ppt 汇 总 易 小 雍 ｜ 煤 层 的 内 部 结 构 特 征 简介 王 子 璇 ｜ 煤 层 的 物 理 力 学 性 能简介 殷 乾 峰 ｜结构对物理力学性能影响 王 占 胜 ｜矿井 生产 相应的实际应用 矿山岩体力学 前 言 ——徐 邓 课题要求了解煤层的内部结构并分析其对煤层相关物理力学性能的影响，经查阅相关资料了解到煤层的结构特征决定着它的粒度、硬度、孔隙度、裂隙度、渗透性等物理性能，同时它还影响着煤层的单向抗拉压强度、抗剪强度以及弹性模量等重要力学性能，而这些又都是煤矿安全生产必备的基础资料，因此掌握它们并能结合实际灵活运用是我们每个采矿人必备的基本素质。 煤层的内部结构特征及对其物理力学性能的影响 1 矿山岩体力学 煤层的内部 结构特征 ——易小雍 2.1 煤体结构分类 煤体结构按煤的孔容和孔比表面积从大到小依次为糜棱煤，碎粒煤，碎裂煤，原生结构煤。 孔容：单位质量煤体中所含 孔裂隙的体积。 孔比表面积：单位质量煤体中所含有的孔裂隙内表面积。 煤层的内部结构特征及对其物理力学性能的影响 2 矿山岩体力学 煤层的内部结构特征及对其物理力学性能的影响 矿山岩体力学 煤体结构类型（据焦作矿业学院，瓦斯地质研究室，1982） 2.2 煤的内部结构特征 1 ）孔隙结构 是指煤中孔隙和喉道的集合形状、大小分布及其相互间之间的连通关系。 2）裂隙结构 煤中的裂隙结构的发育总体上受煤的变质程度（煤级）的控制，并且其中的裂隙是影响煤储层透气性的重要因素。 煤中的裂隙一般分为内生裂隙和外生裂隙。外生裂隙多与构造运动有关，而内生裂隙主要受内在因素制约，同时内生裂隙在一定条件下可向外生裂隙转化，形成过渡型裂隙。 煤层的内部结构特征及对其物理力学性能的影响 矿山岩体力学 (a)内生裂隙：在煤化作用过程中，由于煤体积收缩，脱水，脱挥发分等作用生成的裂隙，或者是煤化作用产生的气体，水以及温度升高，孔隙产生膨胀，形成异常高压产生的裂隙。 (b)外生裂隙：煤在构造变形时期由于外部构造运动产生应力作用而生成的裂隙，常又称为“割理(cleat)”。 煤层的内部结构特征及对其物理力学性能的影响 矿山岩体力学 煤层的物理 力学性能 ——王子璇 3.1 物理性质 煤层的物理性质是指由煤层所固有的物质组成和结构特征所决定的密度、容重、比重、孔隙率、渗透性等基本属性。 3.2 力学性质 煤层力学性能包括压入硬度、单轴抗压强度、抗拉强度、抗剪强度、弹性模量等，一般可以通过室内试验来测定煤层物理力学性质，进而将煤层的整体特征表现出来。由于煤岩层的不连续性、各向异性、非均质性，可以通过单轴压缩试验、劈裂试验、角模压剪实验和静压入硬度试验等试验来测定。 煤层的内部结构特征及对其物理力学性能的影响 3 矿山岩体力学 3.3 相关实验 1）静压入硬度试验 压入硬度是通过一定形状的压头，给试样施加压缩负荷，以压入深度或压槽面积来表示的试样硬度。 煤层的内部结构特征及对其物理力学性能的影响 矿山岩体力学 静压入硬度实验装置示意图 2）单轴压缩试验 单轴抗压强度简称抗压强度(compressive strength)，是指在单向受压条件下，岩石试件破坏时的极限压应力值。 煤层的内部结构特征及对其物理力学性能的影响 矿山岩体力学 单轴压缩试验机 试件产生张拉破坏 3）劈裂试验(巴西实验法) 抗拉强度即材料在拉伸荷载作用下达到破坏时所能承受的最大拉应力。实验时多采用劈裂法，即沿着圆柱体试件的直径方向施加集中荷载使之沿受力方向的直径裂开。 煤层的内部结构特征及对其物理力学性能的影响 矿山岩体力学 劈裂试验机 试件裂开情况 煤层的内部结构特征及对其物理力学性能的影响 矿山岩体力学