西部典型矿区弱胶结地层岩石的物理力学性能特征
孙利辉1
纪洪广2
杨本生3
1.河北工程大学矿业与测绘工程学院,河北邯郸056038;北京科技大学土木与资源工程学院,北京100083;河北省煤炭资源综合开发与利用协同创新中心,河北邯郸0560382.北京科技大学土木与资源工程学院,北京,1000833.河北工程大学矿业与测绘工程学院,河北邯郸056038;河北省煤炭资源综合开发与利用协同创新中心,河北邯郸056038
摘要：西部矿区弱胶结岩层与中东部矿区岩层力学性能之间的差别认识不清是导致西部矿区开采过程中灾害性事故频发的根本原因.通过现场调研、理论分析、实验室实验等方法,研究了我国煤矿区弱胶结地层地域分布规律,选取新疆矿区大井南一井和苇子沟矿、鄂尔多斯矿区的营盘壕矿、大海则矿、陶忽图矿、高头窑矿等6对典型矿井岩石物理力学数据,分析了密度、孔隙率、含水率、弹性模量、抗压强度、抗拉强度、黏聚力、内摩擦角、泊松比等参数随埋深变化规律.现场采集了红庆河煤矿的砂质泥岩进行了崩解实验.研究结果表明:弱胶结地层主要分布在我国的新疆地区、鄂尔多斯盆地矿区、蒙东矿区,岩石成岩不充分,岩石强度普遍偏低,具有明显的松、散、弱的特性;西部矿区岩性主要为砂岩、砂质泥岩及泥岩,胶结物大多为泥质;岩石密度与埋深呈正相关,随埋深增加呈线性递增,岩石孔隙率、含水率与埋深呈负相关;岩石的弹性模量、抗压强度、抗拉强度、黏聚力随埋深增加具有一定的线性递增关系;岩石的泊松比、内摩擦角与埋深无明显的相关性;实验发现弱胶结岩石遇水后具有强烈的崩解性,循环次数越多,崩解后的粒径越小越均匀,弱胶结岩石的强崩解性是导致西部矿区采场导水裂隙带高度增大的主要因素;弱胶结岩石强度普遍低于中东部同类岩石强度;建立岩石物理力学性能集合可进一步明确中西部岩石间差别.
关键词：西部矿区保水采煤弱胶结岩石物理力学性能煤系地层
分类号：TD313(矿山压力与支护)
资助基金：国家重点研发计划(2016YFC0600801)国家自然科学基金(51534002)国家自然科学基金(51874113)
论文发表日期：2019-01-01
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：9( 865-873 )
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