3煤层及其顶(冲击倾向性鉴定).docx

汶上义桥煤矿 3煤层及其顶、底板
冲击倾向性鉴定
试验报告
煤科总院北京开采研究所岩石力学实验室
天地科技股份有限公司开采设计事业部
2012年 10月8日
委托单位：汶上义桥煤矿有限责任公司 项目名称：汶上义桥煤矿3 煤层T、Wet、Ke、UCS的测定值发生矛盾时，应增加试件数量，其分类可采用模糊 综合评判的方法或概率统计的方法。
顶、底板岩层冲击倾向性鉴定
测试3号煤层顶、底板岩层的弯曲强度，依此计算其弯曲能量指数及复合顶
板弯曲能量指数，判定 3 号煤层顶、底板的冲击倾向性。
岩层的冲击倾向性鉴定遵照中华人民共和国煤炭行业标准《顶板岩层冲击倾 向分类及指数的测定方法》(GB/T -2010),根据送检岩样测试及计算数据 进行评判。表3-2是判定岩层冲击倾向性类别的依据，底板岩层冲击倾向性参照 顶板岩层计算方法确定。
表 3-2 顶板岩层冲击倾向性类别、名称及指数
类别
I类
II类
皿类
名称
无冲击倾向
弱冲击倾向
强冲击倾向
弯曲能量指数/kJ
U <15
WQ
15< U <120
WQ
U >120
WQ
试件加工与试验
试件加工与试验遵照中华人民共和国煤炭行业标准《煤和岩石物理力学性质 测定方法》MT44-87、MT45-87、MT47-87、MT173-87及《煤的冲击倾向性分类 及指数的测定方法》(GB/T -2010)、《顶板岩层冲击倾向分类及指数的测 定方法》(GB/T -2010)的规定执行。
试件加工
首先将煤、岩块夹持在钻石机的加工平台上，用金刚石钻头钻取直径为 50mm 煤、岩试样。然后用锯石机将煤、岩试样锯成高 100mm 和 25mm 左右的 圆柱体。钻和锯煤、岩试件时用水冷却。最后在磨平机上将煤、岩试件两端磨平， ,上、下端直径的偏差不得大 ,并用乳化液冷却。
试件数量
试件尺寸及数量,根据合同规定的测定指标,按煤、岩性质,测定方法的规 定执行。试件尺寸分别为申50x100mm、申50x50mm和申50x25mm,共加工煤岩 样试件 116 块。
试验
试验设备与仪器
试验设备有WPM25kN的德国材料试验机、德国WPM1000kN的万能试验 机。、MDG动态 电阻应变仪、 KC 型静态电阻应变仪及配套的载荷和位移传感器。
试验方法
(1)力学性质测试方法
试件的单轴抗拉强度采用巴西法间接测定,试验是在 WPM25kN 的德国材 料试验机上进行。试件的单轴抗压强度及弹性模量、泊松比的测定是在德国 WPM1000kN的万能试验机上进行的。
（2）煤动态破坏时间、弹性能量指数和冲击能量指数测定方法
动态破坏时间
用载荷传感器测量试件承受的载荷，直至试件破坏。测得的信号通过动态电 ，该系统根据测得数据，直接 绘出相应的动态破坏时间曲线，并可将曲线图中最大破坏载荷的关键处放大，精 确地给试件的动态破坏时间（DT值）。
弹性能量指数 用载荷传感器测量试件承受的载荷，用位移传感器测量试件的轴向变形，直
至试件破坏。测得的信号，由计算机数据采集系统记录、贮存，并直接绘出弹性 能量指数计算图，再由计算机直接积分出弹性应变能值和总应变能值。
冲击能量指数
用载荷传感器测量试件承受的载荷，用位移传感器测量试件的全程轴向变 形，，并根据测试数据 给出试件的全应力应变曲线图，再按标准要求由计算机积分出峰值前积聚的变形 能和峰值后耗损变形能。
试验结果
煤层试样物理力学性质
煤层试样的物理性质
山东义桥煤矿 3 号煤层试样物理性质测定结果见表 5-1。
表 5-1 山东义桥煤矿3号煤层试样的物理性质测试结果
样另U
视密度/-3
含水率％
3煤
1


2


3


平均值
1353

煤层试样的力学性质
山东义桥煤矿 3 号煤层试样的力学性质测定结果见表 5-2、5-3。图 5-1、5-2
是山东义桥煤矿3 号煤层试样的应力-应变曲线图和强度曲线图。
表 5-2 山东义桥煤矿3号煤层试样的力学性质测试结果
项目 样别 '、、、、、
单向抗 压强度
/MPa
单向抗 拉强度
/MPa
弹性模 量
/GPa
泊松比
粘结 力
/MPa
内摩 擦角/°