切割芯柱流程.docVIP

试验总体过程：煤块取芯→切割芯块→测量物理参数→试验 1、煤样取芯 七月十五日上午对实验材料进行了取芯操作。 首先对原材料进行分组，原材料分别来自于底板上部3.5m、6.5m、8.5m，为记录数据方便，这里将三个层位依次编号为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，每个层位取出四块煤样，层内编号为1、2、3、4。例如从6.5m煤层3号煤样取出的第二块芯柱编号为Ⅱ-3-2。 我们利用实验室的一台立式取芯机进行操作，机体如图一所示，取芯机钻管中空，钻管内径50mm。 图.1 立式取芯机 打开保护箱后，对十二块煤样的整体印象是煤块都较薄而且碎裂严重，例如底板上部3.5m煤层中的一箱煤样打开后已经碎成了数块，尺寸已无法进行取芯作业。 接着对每组煤样进行取芯操作，见下图： 图.2 钻取煤芯 对每个层位的煤样都要取出两种尺寸的芯柱，分别为高度80~100mm和25mm，高度为80~100mm的芯柱用来做压力试验，高度为25mm的芯柱则用来做拉力试验。 （1）底板以上3.5m处煤样取芯 取芯过程中，3.5m处煤层样品的整体切割情况最好，取芯过程中虽存在断裂情况，但都取出了80mm以上长度的柱状煤芯。 图.3 底板上方3.5m处煤样芯体 该层煤芯取出长度较长，外表较为光滑，凹槽和裂痕较少，外表面布满土黄色斑点，推测成分为泥岩，由于各斑点之间并未形成节理面，使得该组芯柱强度较高。这也是该组芯柱外表面光滑、完整的原因之一。另外，由于泥岩的存在，该组芯柱外观上黑色中透出淡淡的土黄色，而其他两个层位的煤样芯柱均为深黑色，推测其含煤率较其他两个层位为低。 （2）底板以上6.5m处煤样取芯 6.5m处煤层样品的取芯效果不是很好，见下图： 图.4 底板上方6.5m处煤样芯体 该层位煤样在取芯过程中经常发生断裂，有时甚至有部分芯柱卡入钻管中难以取出，故取芯柱出有效长度较短。如上图所见，该组芯柱表面有较多的凹槽和裂痕，表明煤体在高强度切割作用下差生裂痕，以至分离，其强度较3.5m层位煤样为低。另一方面，该层位煤样中层理节理较为发育，在上图右侧芯柱表面可以看到明显的节理面，推测节理面与煤体的胶接强度低也是此层位芯柱易发生断裂的原因之一。 （3）底板以上8.5m处煤样取芯 8.5m处煤层样品的取芯效果处于以上二组之间，见下图： 图.5 底板上方8.5m处煤样芯体 该层位煤样在取芯过程中亦经常发生断裂，取芯过程中为试验煤块强度，将该层位一块废弃煤样从约1m高度抛下，煤样着地后分解成多块小煤块，说明其整体强度不是很高。从图中可以看出，该层位煤样含有大量的节理，另外芯柱局部表面布满金色发亮斑点，推测为黄铁矿物质，该组芯柱的断裂面多为煤体与其他成分的接触面，分析为接触面的胶接强度较低所致。 2、切割芯块 对芯柱切割的目的是使得芯柱端面光滑平整，使得将来的试验检测更加准确。这里采用手动切割机进行操作，如下图： 图.6 切割芯柱过程 由于一些组别在取芯过程中得到的芯柱长度较短，此次切割的原则是尽可能使切割后的芯柱高度保持在80mm以上，对于拉力试验所需的25mm高度芯柱，切割时则严格要求。切割完毕后的芯柱排列见下图： 图.7 切割完毕后的芯柱