深井泥岩吸水软化规律实验研究下载

weixin_39822095 2020-09-23 12:00:54

为研究深井泥岩的水理性质,利用自主研发的深部软岩水理智能测试系统,对辽宁省大强煤矿的巷道泥岩进行吸水实验,并对不同吸水时间的泥岩进行单轴压缩实验,进一步揭示其遇水后强度软化机理。实验结果表明:大强煤矿泥岩的吸水过程可划分为非线性减速吸水和等速吸水2个阶段;单轴抗压强度随吸水时间的增长呈负指数衰减。
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为研究深井泥岩的水理性质,利用自主研发的深部软岩水理智能测试系统,对辽宁省大强煤矿的巷道泥岩进行吸水实验,并对不同吸水时间的泥岩进行单轴压缩实验,进一步揭示其遇水后强度软化机理。实验结果表明:大强煤矿泥岩的吸水过程可划分为非线性减速吸水和等速吸水2个阶段;单轴抗压强度随吸水时间的增长呈负指数衰减。

深井泥岩顶板回采巷道围岩变形量大、支护困难。通过对在古汉山矿15采区原支护方案回采巷道变形破坏分析,采用现场实测与数值分析方法对其围岩的收敛特点进行了对比,提出了预留断面强力锚杆-锚索协调支护技术,并对设计方案进行工业性试验与数据监测。结果表明:顶板泥岩的膨胀及高应力环境是巷道围岩失稳的主要原因,巷道呈凸出式收敛,四角成应力集中区,采用设计方案后,围岩顶板离层量小于50 mm,巷道围岩收敛量小于250 mm,巷道围岩稳定,支护效果显著。

在顶板、煤层、底板岩体强度低的三软地质条件下,巷道底板易底鼓变形破坏。分析了大埋深、高应力条件下三软围岩结构的地质特征,以"六位一体"锚固系统控制技术为指导并进行合理的支护参数选择。现场应用表明,锚网索支护能有效控制围岩的变形,且支护效果良好。

利用深部软岩水理作用智能测试系统对敦煌莫高窟泥岩试样进行了液态水吸附试验,模拟了毛细作用下泥岩试样的吸水过程,获得了吸水量随时间的变化曲线,测量了湿润峰高度随时间的变化,并通过XRD实验测量了试样表面产生富集物的成分及含量。研究结果表明:泥岩试样的吸水率随时间变化可用指数函数进行拟合,吸水速率及毛细上升速率随时间减小,吸水导致泥岩试样产生显著膨胀变形,吸水试验结束后,随着试样所含水分的蒸发,菱镁矿和石盐等盐分在试样表面产生富集。

粉尘是危害矿井工人人身安全的隐性杀手,如何有效降尘成为重中之重。系统研究了分散剂种类、浓度及p H值对泥岩粉尘浸润性的影响,研究结果表明,六偏磷酸钠、九水硅酸钠、DC、多聚磷酸钠等分散剂有助于提高泥岩粉尘的浸润性能,其中DC的效果最好。当DC浓度为0.04%、p H值为5~6时,泥岩粉尘的浸润性最佳,20 min吸湿高度达到4.8 cm。

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