岩石煤的碎胀与压实特性研究Ξ.PDF

第 12 卷 　第 3 期 实 　验 　力 　学 Vol. 12 　No. 3 1997 年 9 月 JOURNAL OF EXPERIMEN TAL MECHAN ICS Sep. 1997 　 ( ) 岩石 煤 的碎胀与压实特性研究 缪协兴　茅献彪　胡光伟　马占国 ( 中国矿业大学,徐州 ,221008) ( ) 摘要 　本文通过自行设计的一套岩石 煤 的松散和压实试验方案及相应的实验 ( ) ( ) 设备 ,对兖州矿区岩 煤 样进行了较为系统的碎胀与压实特性研究 ,测定了岩石 煤 的碎胀系数、碎胀曲线、压实曲线和侧压曲线. 关键词 　岩石 ,碎胀 ,压实 ,矿山压力. 1 　引言 　　在采矿工程中 ,煤层只有破碎后才可被采出 ,采场覆岩因破碎而垮落. 因而 ,常常会涉及有 ( ) ( ) 关岩 煤 体破碎后的碎胀与压实参数问题. 由碎胀系数 也称松散系数 可估算散体煤的重量 , ( ) 以及计算垮落多高的采场覆岩才能填满采空区等等. 更为重要的是 ,我们需要掌握松散岩 煤 ( ) ( 体的压实特性. 例如 ,我们需要了解碎状岩 煤 体的压实特性曲线 ,残余碎胀系数 或称压实系 ) ( ) 数 , 以此来分析覆岩的沉降量 或地表沉陷 ,为覆岩注浆减沉和采空区充填工程提供实验依 [1 ,2 ] ( ) 据 . 另外 ,松散岩 煤 体的侧压系数在巷道等围岩支护设计中也具有较重要的意义. ( ) 尽管岩石 煤 的碎胀与压实特性对采矿工程有着特别重要的意义 ,但是 ,有关这方面的试 验资料和基本实验标准还十分缺乏. 为了充实这方面的基础实验研究 ,我们对山东兖州矿区砂 ( 岩、石灰岩及煤的有关碎胀与压实特性作了系统研究. 测定了它们的碎胀系数、压实系数 碎胀 ) 曲线 、压实曲线以及侧压曲线. ( ) 2 　岩石 煤 的碎胀系数测定 ( ) ( ) ( ) ( ) 　　岩石 煤 的碎胀系数测定原理和步骤为: 1 用捣碎筒将岩 煤 块捣碎 ; 2 用筛子分筛 出不同块度的散体 ,具体以块体的直径 φ(mm) 分为 φ≤0. 5 , 0. 5 φ≤1. 25 , 1. 25 φ≤2 . 5 , φ φ φ ( ) 2 . 5 ≤5 , 5 ≤10 , 10 ≤11. 3 , 以及它们的混合体 体积比例为 1 ∶1 ∶1 ∶1 ∶1 ∶1