注水對(duì)軟煤固結(jié)力學(xué)性質(zhì)影響的試驗(yàn)研究.pdf

1、本文通過(guò)分析國(guó)內(nèi)外煤層注水改良煤體力學(xué)性質(zhì)的研究現(xiàn)狀基礎(chǔ)之上，運(yùn)用強(qiáng)度理論和液橋力理論，從宏觀和微觀的角度，分析了合理注水增強(qiáng)粉煤固結(jié)力學(xué)性質(zhì)的機(jī)理。通過(guò)試驗(yàn)及理論分析，總結(jié)了型煤在不同含水率條件下力學(xué)性質(zhì)的變化規(guī)律。結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)考察，驗(yàn)證了松軟煤壁合理注水后，煤壁板結(jié)效果增強(qiáng)，有效的防止松軟煤壁的大范圍片幫。
　　本文研究主要內(nèi)容及結(jié)論如下:
　　1.結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)考察和試驗(yàn)，對(duì)制備型煤的原煤樣基礎(chǔ)參數(shù)進(jìn)行分析。得出采集的煤樣具

2、有含水率低，強(qiáng)度低的，易破碎的特點(diǎn)，符合本文的研究要求。根據(jù)理論分析與試驗(yàn)，確定了型煤制備過(guò)程的成型壓力和粒徑配比，利用自行研制的型煤模具，加工制備了具有不同含水率的型煤。
　　2.利用RMT-150B型巖石力學(xué)試驗(yàn)系統(tǒng)對(duì)已制備的不同含水率的型煤試樣進(jìn)行單、三軸壓縮試驗(yàn)，通過(guò)試驗(yàn)結(jié)果分析型煤在不同含水率條件下力學(xué)性質(zhì)的變化規(guī)律。試驗(yàn)結(jié)果表明在單軸壓縮條件下，隨著型煤成型水分的增大，型煤試樣的單軸抗壓強(qiáng)度和彈性模量呈現(xiàn)先增大后減小的

3、趨勢(shì)，而泊松比隨著成型水分的增大呈現(xiàn)先減小后增大的趨勢(shì)。當(dāng)煤樣的成型水分含量在7％左右時(shí)，單軸抗壓強(qiáng)度最大為0.821MPa，彈性模量最大值為1.332GPa，泊松比處于最小值，為0.267。在不同圍壓的三軸壓縮的條件下，隨著圍壓的增大，型煤的抗壓強(qiáng)度隨之增大。利用強(qiáng)度準(zhǔn)則，求出不同含水率型煤的內(nèi)聚力和內(nèi)摩擦角，結(jié)果顯示，隨著含水率的增大，型煤的內(nèi)聚力和內(nèi)摩擦角先增大后減小。
　　3.通過(guò)濕煤顆粒作用力的微觀分析，在微觀作用力中濕

4、顆粒間的液橋力對(duì)顆粒的影響最大。通過(guò)分析液橋力模型，分析不同含量水分影響濕煤顆粒固結(jié)的作用機(jī)理。并且對(duì)顆粒間影響的液橋力的因素進(jìn)行分析。豐富了煤體固結(jié)的理論，為煤層合理注水固結(jié)粉煤，為防止粉煤類工作面片幫提供了微觀理論依據(jù)。
　　4.論文研究中，對(duì)朱仙莊煤礦的Ⅱ863綜采放頂煤工作面進(jìn)行了煤壁淺孔注水試驗(yàn)研究。通過(guò)對(duì)煤層注水濕潤(rùn)效果的測(cè)定及考察，得出注水有效影響范圍測(cè)定為橫向6m，縱向1.0～1.2m。實(shí)施煤壁淺孔注水后，距底板1