一種現場即時測試煤體脆性的方法
【技術領域】
[0001 ] 本發明屬于煤礦開采技術領域。
【背景技術】
[0002]煤層開采往往伴隨著動力現象，如煤與瓦斯突出、沖擊地壓、煤爆等，主要原因之一是煤層具有脆性。隨著礦井開采深度的增加，煤層的這種脆性引發的動力災害越來越嚴重。同時由于礦井開采的邊界條件的復雜化，地質構造、斷層等引發的動力災害與現象更加嚴重。在大的動力災害發生前，能夠對開采的煤層進行全程檢測，發現煤層脆性分布情況，然后采取必要措施，是治理動力現象的前提。
[0003]煤層與巖石脆性測試一般在實驗室用壓力機進行，先取試樣，做成六面平整的標準的試件(高100mm、直徑50mm ;高100mm、長與寬50mm)，然后在壓力機上進行常規試驗。這種常規實驗條件苛刻復雜，而且這樣測試的結果只能代表煤層與巖石的脆性，不是煤層與巖體的脆性，其結果大于現場煤體的脆性值，對指導安全生產產生差異性。特別是對于沖擊地壓危險煤層，在巷道掘進過程就出現煤炮等動力現象，發生在巷道掘進時的沖擊煤層動力災害的危險性不斷增加，如果提前預知煤層脆性的細微變化，做到分區域預知沖擊傾向性煤層的脆性，對防治沖擊地壓具有積極作用。因此發明一種對構造區、高應力、大埋深條件下的沖擊煤層進行現場即時測試脆性的方法具有重大現實意義。
[0004]發明目的
[0005]本發明的目的是針對目前煤礦動力災害難以即時判斷危險區域現實，提出一種簡單、易行的現場即時測試煤體脆性的方法。
[0006]為達到上述目的，本發明采取的技術方案是:
[0007]一種現場即時測試煤體脆性的方法，其特征在于，步驟如下:
[0008]第一步、圈定測試區域
[0009]在煤層巷道掘進過程中，根據巷道變形、動力顯現特征和出現的構造展布情況通過類比、分析，結合地應力測試數據和礦壓顯現規律，劃分出在以后開采煤層時可能發生動力現象的危險區域；
[0010]第二步、制取煤樣
[0011]在劃分的可能發生動力現象的區域的煤層巷道兩幫，開挖出完整煤塊，用簡易工具進行修整成型，成為高96-105mm左右、長寬各50-55mm的非標準煤樣試件，所謂非標準煤樣試件就是要求煤樣試件并非那么平整和符合標準尺寸，盡量保持原內部形態不受外力影響；
[0012]第三步、煤樣測試
[0013]將煤樣試件放入加壓箱體，煤樣試件頂部放置上傳力板，測量記錄傳力板與加壓箱體之間的高度，該高度作為煤樣試件的原始高度H，利用加壓裝置在傳力板上進行持續加壓，直到煤樣試件破壞，測量記錄下煤樣試件破壞時的高度h，原始高度H與破壞時的高度h之差即為煤樣試件的位移量C，計算位移量c與原始高度H的百分比b ;根據百分比b值大小并結合煤樣試件破壞形態來判斷煤體的脆性高低；并確定為，b < 4%為高脆性，4% ^ 6%為中脆性，b > 6%為低脆性。
[0014]上述加壓裝置采用千斤頂。
[0015]本發明的積極效果是:實驗條件簡單，可在現場直接測試，測試的結果能代表煤層巖體的真實脆性，在工作面開采時，可提前預知該區域煤層是否具有沖擊傾向，對防治沖擊地壓、指導安全生產具有積極作用。
【附圖說明】
[0016]下面結合【附圖說明】本發明的【具體實施方式】。
[0017]圖1是圈定測試區域圖；
[0018]圖2是加壓裝置測試示意圖。
[0019]圖中:1_煤樣試件，2-加壓箱體，3-加壓裝置，4-傳力板。
【具體實施方式】
[0020]本發明的現場即時測試煤體脆性方法步驟如下:
[0021]第一步、圈定測試區域
[0022]在煤層巷道掘進過程中，根據巷道變形、動力顯現特征和出現的構造展布情況通過類比、分析，結合地應力測試數據和礦壓顯現規律，劃分出在以后開采煤層時可能發生動力現象的危險區域，如圖1所示；
[0023]第二步、制取煤樣
[0024]在劃分的可能發生動力現象的危險區域的煤層巷道兩幫，開挖出完整煤塊，用簡易工具進行修整成型，成為高96-105_左右、長寬各50-55_的非標準煤樣試件，所謂非標準煤樣試件就是要求煤樣試件表面并非那么平整和符合標準尺寸，盡量保持原內部形態不受外力影響，如圖2所示的煤樣試件I ;
[0025]第三步、煤樣測試
[0026]如圖2所示，將煤樣試件I放入加壓箱體2，煤樣試件I頂部放置上傳力板4，測量記錄傳力板4與加壓箱體2之間的高度，該高度作為煤樣試件的原始高度H，利用加壓裝置3在傳力板4上進行持續加壓，直到煤樣試件I破壞，測量記錄下煤樣試件I破壞時的高度h，原始高度H與破壞時的高度h之差即為煤樣試件的位移量C，計算位移量c與原始高度H的百分比b ;根據百分比b值大小并結合煤樣試件I破壞形態來判斷煤體的脆性高低；并確定為，b值小于4%為高脆性，b值4-6%為中脆性(包括端值)，b值大于6%為低脆性。
[0027]上述的加壓裝置3可采用千斤頂。
【主權項】
1.一種現場即時測試煤體脆性的方法，其特征在于，步驟如下: 第一步、圈定測試區域 在煤層巷道掘進過程中，根據巷道變形、動力顯現特征和出現的構造展布情況通過類比、分析，結合地應力測試數據和礦壓顯現規律，劃分出在以后開采煤層時可能發生動力現象的危險區域； 第二步、制取煤樣 在劃分的可能發生動力現象的區域的煤層巷道兩幫，開挖出完整煤塊，用簡易工具進行修整成型，成為高96_105mm左右、長寬各50_55_的非標準煤樣試件，所謂非標準煤樣試件就是要求煤樣試件并非那么平整和符合標準尺寸，盡量保持原內部形態不受外力影響； 第三步、煤樣測試 將煤樣試件放入加壓箱體，煤樣試件頂部放置上傳力板，測量記錄傳力板與加壓箱體之間的高度，該高度作為煤樣試件的原始高度H，利用加壓裝置在傳力板上進行持續加壓，直到煤樣試件破壞，測量記錄下煤樣試件破壞時的高度h，原始高度Η與破壞時的高度h之差即為煤樣試件的位移量c，計算位移量c與原始高度Η的百分比b ;根據百分比b值大小并結合煤樣試件破壞形態來判斷煤體的脆性高低；并確定為，b < 4%為高脆性，4%彡b彡6%為中脆性，b > 6%為低脆性。2.如權利要求1所述的現場即時測試煤體脆性的方法，其特征在于，所述的加壓裝置采用千斤頂。
【專利摘要】本發明公開了一種現場即時測試煤體脆性的方法，它是在可能發生動力現象的危險區域開挖出完整煤塊，并加工成非標準煤樣試件，將煤樣試件放入加壓箱體進行承壓試驗，通過計算試件位移量與原始高的百分比判斷煤體的脆性高低。本發明實驗條件簡單，可在現場直接測試，測試的結果能代表煤層巖體的真實脆性，在工作面開采時，可提前預知該區域煤層是否具有沖擊傾向，對防治沖擊地壓、指導安全生產具有積極作用。
【IPC分類】G01N3/08
【公開號】CN105259032
【申請號】CN201510642469
【發明人】潘立友, 魏輝, 劉宏軍, 陳理強, 段大勇
【申請人】山東科技大學
【公開日】2016年1月20日
【申請日】2015年9月30日