在采礦工程中,煤層注水工藝和防水隔離煤柱留設(shè)均涉及水與煤巖的相互作用。本文以陜北某礦原煤為樣本,開展浸潤(rùn)煤巖力學(xué)特性試驗(yàn),確定浸潤(rùn)煤巖應(yīng)力閾值點(diǎn),構(gòu)建浸潤(rùn)煤巖本構(gòu)關(guān)系,全面分析水-巖作用對(duì)煤巖力學(xué)特性的影響,為煤炭安全、高效開采提供理論支持。主要研究?jī)?nèi)容如下:首先,通過對(duì)煤巖進(jìn)行浸水試驗(yàn)和力學(xué)特性試驗(yàn),獲得了不同浸水時(shí)長(zhǎng)下煤巖的應(yīng)力-應(yīng)變曲線及力學(xué)特性參數(shù)。煤巖飽和前,單軸壓縮試驗(yàn)應(yīng)力-應(yīng)變曲線的壓密、線彈性階段隨著浸水時(shí)長(zhǎng)增加逐漸變陡;飽和后,其應(yīng)力應(yīng)變曲線的壓密、線彈性階段隨谷浸水時(shí)長(zhǎng)增加逐漸變緩。飽和前,所測(cè)煤巖的抗壓強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度和彈性模量隨浸水時(shí)長(zhǎng)的增加而增大;飽和后,抗壓強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度和彈性模量隨浸水時(shí)長(zhǎng)的增加而減小。其次,分別通過切線法、聲發(fā)射法、應(yīng)變測(cè)狀法確定浸潤(rùn)煤巖的應(yīng)力閾值點(diǎn),并討論了各種方法的優(yōu)劣性。結(jié)果表明:切線法可以快速獲取應(yīng)力閾值點(diǎn)的范圍,但不能獲得確定值;聲發(fā)射法可以確定短期（15天內(nèi)）浸潤(rùn)煤巖的應(yīng)力閾值點(diǎn),但不能準(zhǔn)確確定浸水時(shí)長(zhǎng)超過15天煤巖的應(yīng)力閾值點(diǎn);應(yīng)變測(cè)量法確定應(yīng)力閾值點(diǎn)所受主觀因素影響較小,并可通過編程求解。最后,通過閉合應(yīng)力閾值點(diǎn)將飽和煤巖的... 

【文章來(lái)源】：西安科技大學(xué)陜西省

【文章頁(yè)數(shù)】：64 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

技術(shù)路線圖

圖 2.1 原煤樣品 圖 2.2 鉆孔取芯機(jī)圖 2.3 巖石切割機(jī) 圖 2.4 雙端面磨石機(jī)2.2.3 試件篩選剔除夾矸、裂隙發(fā)育等外觀存在缺陷的試件后，將剩余試件放置于干燥皿中干燥。待煤巖試件表面干燥后，按照國(guó)際巖石力學(xué)學(xué)會(huì)推薦以及我國(guó)煤巖力學(xué)試驗(yàn)規(guī)程要求，精選出符合煤巖力學(xué)試驗(yàn)規(guī)程要求的試件，單軸壓縮試件Φ50 mm×100 mm，巴西劈裂試件Φ50 mm×50 mm。單軸壓縮試件不同高度上直徑誤差≤0.03mm，兩斷面垂直試件軸線，最大偏差≤0.25°，并用白油漆在試件表面編號(hào)。

圖 2.1 原煤樣品 圖 2.2 鉆孔取芯機(jī)圖 2.3 巖石切割機(jī) 圖 2.4 雙端面磨石機(jī)2.2.3 試件篩選剔除夾矸、裂隙發(fā)育等外觀存在缺陷的試件后，將剩余試件放置于干燥皿中干燥。待煤巖試件表面干燥后，按照國(guó)際巖石力學(xué)學(xué)會(huì)推薦以及我國(guó)煤巖力學(xué)試驗(yàn)規(guī)程要求，精選出符合煤巖力學(xué)試驗(yàn)規(guī)程要求的試件，單軸壓縮試件Φ50 mm×100 mm，巴西劈裂試件Φ50 mm×50 mm。單軸壓縮試件不同高度上直徑誤差≤0.03mm，兩斷面垂直試件軸線，最大偏差≤0.25°，并用白油漆在試件表面編號(hào)。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于應(yīng)變能密度的非均質(zhì)巖石損傷本構(gòu)模型研究[J]. 文志杰,田雷,蔣宇靜,左宇軍,孟凡寶,董優(yōu),林觀,楊濤,呂大煒.  巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào). 2019(07)
[2]巖石初始宏觀變形模擬及微裂紋閉合應(yīng)力確定方法[J]. 張超,曹文貴,徐贊,賀敏.  巖土力學(xué). 2018(04)
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[4]脆性巖石微裂紋壓密段本構(gòu)模型研究[J]. 喬彤,章光,胡少華,趙順利.  中國(guó)安全生產(chǎn)科學(xué)技術(shù). 2017(10)
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[6]含水率及孔隙率對(duì)松軟煤體強(qiáng)度特征影響的試驗(yàn)研究[J]. 朱傳奇,謝廣祥,王磊,王傳兵,侯俊領(lǐng).  采礦與安全工程學(xué)報(bào). 2017(03)
[7]頁(yè)巖起裂應(yīng)力和裂紋損傷應(yīng)力的試驗(yàn)及理論[J]. 李存寶,謝和平,謝凌志.  煤炭學(xué)報(bào). 2017(04)
[8]水巖作用下砂巖劣化損傷統(tǒng)計(jì)本構(gòu)模型[J]. 鄧華鋒,胡安龍,李建林,張小景,胡玉,常德龍,朱敏.  巖土力學(xué). 2017(03)
[9]基于聲發(fā)射活動(dòng)參數(shù)的巖石破裂過程應(yīng)力閾值確定[J]. 趙興東,徐繼濤,姬祥,劉建坡.  東北大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2017(02)
[10]防水隔離煤柱結(jié)構(gòu)分區(qū)及合理寬度確定[J]. 師維剛,張嘉凡,張慧梅,劉洋.  巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào). 2017(05)

博士論文
[1]預(yù)制裂紋類巖石材料裂紋擴(kuò)展規(guī)律及3D打印技術(shù)應(yīng)用[D]. 劉華博.中國(guó)礦業(yè)大學(xué)(北京) 2018

碩士論文
[1]水巖作用對(duì)EGS地?zé)醿?chǔ)層孔滲特征的影響研究[D]. 吳永東.吉林大學(xué) 2016
[2]高溫后砂巖與花崗巖力學(xué)和滲透性能的對(duì)比試驗(yàn)研究[D]. 張亞洲.華僑大學(xué) 2015



本文編號(hào)：3300590