酸化煌斑巖物理力學(xué)特性及其對采場覆巖運(yùn)移的影響.pdf

1、堅(jiān)硬頂板條件下礦壓顯現(xiàn)規(guī)律相比于普通頂板條件下，其礦山壓力顯現(xiàn)更為劇烈。采掘煤層推進(jìn)后，堅(jiān)硬頂板大面積懸露但并不垮落，垮落步距較普通頂板條件下急劇增大。煤層采掘后，堅(jiān)硬頂板應(yīng)力重新分布，造成煤層圍巖應(yīng)力不均，此類硬脆性巖層吸收了大量彈性勢能，并在峰值瞬間爆發(fā)，當(dāng)其垮落時，可能會對采場和工作面造成嚴(yán)重破壞，甚至發(fā)生礦震和沖擊地壓事故。特別是在特厚煤層開采條件下，產(chǎn)生的后果更加嚴(yán)重。
　　在大同礦區(qū)，煌斑巖以層狀大面積狀態(tài)侵入3-5號

2、近20m厚的特厚煤層的頂板，形成堅(jiān)硬頂板。通過對煌斑巖的巖石學(xué)特征研究發(fā)現(xiàn)，煌斑巖內(nèi)部含有大量碳酸鹽類成分，因此本文基于此，提出了使用酸溶液軟化煌斑巖方法（簡稱這種方法為酸化），旨在降低煌斑巖強(qiáng)度，減小其沖擊傾向性，降低堅(jiān)硬頂板對下部特厚煤層開采的不利影響。
　　本文從對酸化煌斑巖力學(xué)實(shí)驗(yàn)，微觀實(shí)驗(yàn)，數(shù)值模擬方法入手，對溶液pH值，電導(dǎo)率值，酸化煌斑巖試樣力學(xué)性質(zhì)，掃描電鏡結(jié)果，及建立的數(shù)值模擬模型等方面進(jìn)行研究，得到酸化煌斑巖強(qiáng)

3、度損傷情況，及微觀上試樣結(jié)構(gòu)變化。通過建立UDEC模型，得到酸化前后特厚煤層開采時塑性區(qū)和垂直應(yīng)力的變化。主要研究內(nèi)容和成果如下：
　?。?）對煌斑巖浸入酸溶液后溶液pH值和電導(dǎo)率值進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測，結(jié)果顯示，煌斑巖浸入酸后，溶液中反應(yīng)可大致分為兩個階段，分別為迅速變化階段：此階段pH值快速上升，電導(dǎo)率值迅速下降，且隨著溶液pH值的降低，此階段有變長的趨勢；緩慢變化階段：在這個階段內(nèi)，pH值緩慢上升，電導(dǎo)率值緩慢降低。
　?。?

4、）通過實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)對酸化煌斑巖試樣巖石特征和力學(xué)性能進(jìn)行研究，探究煌斑巖酸化前后單軸抗壓，巴西劈裂力學(xué)特征，質(zhì)量損失，充分了解酸化煌斑巖特性。結(jié)果顯示，酸化煌斑巖試樣單軸抗壓強(qiáng)度和巴西劈裂強(qiáng)度降低十分明顯，且溶液pH值越小，強(qiáng)度損傷越大，彈性模量損傷越大，質(zhì)量損失越多。
　?。?）通過對酸化煌斑巖試樣進(jìn)行微觀實(shí)驗(yàn)、元素分析及數(shù)值模擬模型建立，探究煌斑巖酸化前后微觀結(jié)構(gòu)變化，及從數(shù)值模擬方面探究試樣模型的接觸網(wǎng)絡(luò)，接觸力鏈變化。結(jié)果顯