【摘 要】
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煤炭资源是我国国民经济非常重要的物质基础,随着对我国煤炭资源的不断开发,使得煤矿行业的开采深度逐渐增加,煤炭开采深度的加深必然导致围岩收到更大的应力、巷道围岩产生更大的变形量,从而引起巷道围岩松散、破碎以及严重破坏等。研究以宁夏自治区王洼煤矿现场巷道注浆加固施工为背景,通过对现场取回的煤样加工、破碎、筛分,获得标准的单轴压缩试件,并将煤块分成0-2.5mm、2.5-5mm、5-10mm和＞10mm
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煤炭资源是我国国民经济非常重要的物质基础,随着对我国煤炭资源的不断开发,使得煤矿行业的开采深度逐渐增加,煤炭开采深度的加深必然导致围岩收到更大的应力、巷道围岩产生更大的变形量,从而引起巷道围岩松散、破碎以及严重破坏等。研究以宁夏自治区王洼煤矿现场巷道注浆加固施工为背景,通过对现场取回的煤样加工、破碎、筛分,获得标准的单轴压缩试件,并将煤块分成0-2.5mm、2.5-5mm、5-10mm和＞10mm四种粒径范围,利用注浆材料和碎块搅拌、浇筑成胶结体试件,分别进行单轴压缩实验、循环加卸载试验和动态力学性能试验,并对其进行应力应变曲线、时程曲线和宏观微观试件破坏形态的分析研究。主要得到以下研究结论:1)在单轴压缩实验中,随着煤体粒径的增大,胶结体的密度逐渐增大分别为1.443g/cm~3、1.467g/cm~3、1.473g/cm~3和1.493g/cm~3,弹性模量逐渐减小分别为0.996MPa、0.89MPa、0.779MPa和0.737MPa,试件的单轴抗压强度逐渐减小分别为10.291MPa、8.716MPa、6.294MPa和5.377MPa;胶结体受力破坏之后试件裂纹逐渐增多,裂纹扩展由上到下逐渐变为斜裂纹和横向裂纹,并且还产生了局部试件不规则脱落且破碎煤面由平整断口逐渐变为凹凸断口;胶结体的抗拉强度与单轴抗压强度刚好相反,抗拉强度分别为1.185MPa、1.229MPa、1.48MPa和2.08MPa。2)在循环加卸载实验中,随着煤体粒径的增大,单轴循环大幅小于单轴压缩的抗压能力;降低的百分比分别为4%、3.6%、6.4%和9.2%。在受到循环力产生的变形逐渐增大,且在每次受力之后产生的试件反弹能力逐渐增强,而且由于试件变形逐渐增大;力的分散变得越来越没有规则导致试件破裂面越来越杂乱无章,试件变形也越来越大,外部裂纹扩展越来越明显。3)在动态冲击实验中,随着煤体粒径的增加,泥煤胶结体的峰值抗压强度逐渐降低;在大冲击气压的情况下出现了双峰现象且随之粒径降低双峰现象逐渐明显,峰值抗压强度与应变率是正相关的线性关系,与粒径大小是负相关;结合单轴抗压强度可以得到胶结体不仅具有一定的抗压能力,在中小动载压力下也具有较好的稳定性。
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