突出煤相似材料配比模型實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、物理相似模擬試驗(yàn)是目前研究煤與瓦斯突出機(jī)理和規(guī)律的重要手段，其中突出煤體相似材料的制作是定量分析突出事故致災(zāi)因素的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，但當(dāng)前相似模擬材料與原煤在物理力學(xué)性質(zhì)和吸附解吸性能方面相似度較低。因此，本論文以國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃（973計(jì)劃）項(xiàng)目“煤與瓦斯突出災(zāi)害模擬及預(yù)警模型研究”為研究背景，采用理論分析、數(shù)值分析和正交實(shí)驗(yàn)等分析方法，選用腐植酸鈉為膠結(jié)劑、粉煤為骨料、河沙為輔料，主要研究了突出煤相似材料的力學(xué)特性主控影響因素、制作

2、工藝優(yōu)化參數(shù)和原料配比模型，取得了以下結(jié)論:
　　(1)根據(jù)相似三定理所推導(dǎo)的固-氣耦合相似理論，結(jié)合突出煤體靜態(tài)、動(dòng)態(tài)物理力學(xué)特性，提出了“堅(jiān)固性系數(shù)、吸附常數(shù)等特征參數(shù)相同”模型材料的選擇原則，進(jìn)而優(yōu)選出相似材料中膠結(jié)材料、骨料和輔料的原材料;
　　(2)進(jìn)行了相似材料成型強(qiáng)度影響因素實(shí)驗(yàn)，研究了原材料、制樣工藝、外界環(huán)境對(duì)相似材料單軸抗壓強(qiáng)度的影響規(guī)律，指出了腐植酸鈉、粉煤級(jí)配、成型壓力、堆漚熟化、分層壓制是影響相似材

3、料單軸抗壓強(qiáng)度的主要因素;
　　(3)進(jìn)行了相似材料力學(xué)特性工藝優(yōu)化實(shí)驗(yàn)，研究了材料配比、制樣工藝及加載條件等耦合作用對(duì)相似材料密度、單軸抗壓強(qiáng)度、彈性模量的作用規(guī)律，獲得了相似材料不同力學(xué)特性的工藝優(yōu)化參數(shù)，確定了單軸抗壓強(qiáng)度為相似材料配比試驗(yàn)的主要考核指標(biāo);
　　(4)基于相似材料單軸抗壓強(qiáng)度差異最大的兩套制樣工藝，進(jìn)行了相似材料在力學(xué)特性、堅(jiān)固性和吸附解吸性能方面的配比實(shí)驗(yàn)，研究了相似材料的原材料配比與物理力學(xué)參數(shù)、堅(jiān)