楊琪

（西安科技大學(xué)，西安 710054）

1 試樣的選取與加工

所有巖煤樣均取自王村煤礦斜井1210工作面，包括底板的鋁制泥巖及10號煤。加工標(biāo)準(zhǔn)巖石試件規(guī)格數(shù)目見表1所示。

表1 試件加工規(guī)格、數(shù)量及試件加工精度要求

2 巖石的物理力學(xué)實(shí)驗(yàn)

2.1 巖石的物理實(shí)驗(yàn)

通過巖石物理參數(shù)可以來判斷巖石微小裂隙的發(fā)育情況，進(jìn)而評價巖石的質(zhì)量，為后期解決工程地質(zhì)問題提供科學(xué)依據(jù)。因此本次試驗(yàn)嚴(yán)格參照規(guī)范要求來進(jìn)行，在室內(nèi)進(jìn)行了巖石的物理實(shí)驗(yàn)，以及最后數(shù)據(jù)的分析、處理得到巖石的吸水率、含水率、空隙比、干密度等指標(biāo)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果取平均值見表2所示。

表2 巖石物理實(shí)驗(yàn)結(jié)果

2.2 巖石的力學(xué)實(shí)驗(yàn)

2.2.1 單軸抗壓實(shí)驗(yàn)

利用材料試驗(yàn)機(jī)對巖石試件進(jìn)行單向壓縮并對變形參數(shù)進(jìn)行測定，進(jìn)而進(jìn)行數(shù)據(jù)處理可以得到巖石的單軸抗壓強(qiáng)度、彈性模量E、泊松比μ、內(nèi)黏聚力C以及內(nèi)摩擦角φ，結(jié)果見表3所示。

2.2.2 抗拉強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)

本次實(shí)驗(yàn)通過劈裂法來測定巖石的抗拉強(qiáng)度，試件在巖石試驗(yàn)機(jī)夾具上固定好后，以每秒0.03～0.05 MP a的速率直到破壞，結(jié)果見表3所示。

2.2.3 抗剪強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)

在巖石剪切試驗(yàn)機(jī)上，通過在45°～65°改變變角剪切夾具的角度來進(jìn)行試驗(yàn)，每個角度試件不少于三個進(jìn)行分組實(shí)驗(yàn)，并記錄數(shù)據(jù)，利用抗拉強(qiáng)度δt?？箟簭?qiáng)度δc對C、φ進(jìn)行驗(yàn)證校核記錄見表3。

3 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的工程處理

在巷道工程實(shí)際問題的穩(wěn)定性分析中，力學(xué)參數(shù)的確定會對實(shí)際情況產(chǎn)生重大的影響，影響范圍不可預(yù)測。在實(shí)際問題中，巖體參數(shù)不能夠被巖石參數(shù)所取代，而確定巖體力學(xué)參數(shù)的現(xiàn)場大型原位實(shí)驗(yàn)消耗大量的物力財力以及現(xiàn)場條件的限制很難順利展開，因此室內(nèi)實(shí)驗(yàn)所得到的資料，利用合理的工程處理方法，得出最符合現(xiàn)場工程實(shí)際的巖體力學(xué)參數(shù)。經(jīng)過折減的巖體力學(xué)強(qiáng)度如表4所示。

表3 巖石力學(xué)實(shí)驗(yàn)結(jié)果

表4 經(jīng)過折減的巖體力學(xué)強(qiáng)度

4 結(jié)論

本文通過對王村煤礦斜井10號煤層1210工作面底板現(xiàn)場采集巖石試樣開展巖石物理力學(xué)性質(zhì)實(shí)驗(yàn)研究，可以得到以下結(jié)論：

第一，確定了該礦區(qū)10號煤層底板具有代表性泥巖以及10號煤的吸水率、含水率、干密度、空隙比、單軸抗壓強(qiáng)度、單軸抗拉強(qiáng)度、單軸抗剪強(qiáng)度、彈性模量、內(nèi)摩擦角、黏聚力等巖石的物理力學(xué)性質(zhì)。

第二，采用工程處理方法對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，得到與實(shí)際情況相符合的巖體實(shí)驗(yàn)參數(shù)：抗壓強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、抗剪強(qiáng)度、內(nèi)摩擦角、內(nèi)聚力。

第三，對于本礦區(qū)巖體力學(xué)參數(shù)性質(zhì)的研究，豐富了巷道工程的工程信息的完備性，對進(jìn)一步研究明確帶壓開采條件下軟弱巖層底板奧灰突水破壞演化規(guī)律，進(jìn)而對現(xiàn)場實(shí)際問題的研究提供可靠的參數(shù)依據(jù)，保證合理地開采設(shè)計和生產(chǎn)建設(shè)的安全。

［1］李昂，谷拴成，陳方方.帶壓開采煤層底板破壞深度理論分析及數(shù)值模擬-以陜西澄合礦區(qū)董家河煤礦5號煤層為例［J］.煤田地質(zhì)與勘探，2013，41（4）：56-60.

［2］State Bureau of Coal Industry.Buildings，Water，Railway and Main Shaft and This Coal Pillar and Press Coal Mining Regulations［M］.Beijing：Coal Industry Press，2000.

［3］李抗抗，王成緒.用于煤層底板突水機(jī)理研究的巖體原位測試技術(shù)［J］.煤田地質(zhì)與勘探，2003，（3）：31-33.