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  • ISSN:0253-9993
  • CN: 11-2190/TD

《煤炭学报》

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大采高综采工作面采空区垮落矸石刚度实验

作者(Author):

  • 孙闯
  • 闫少宏
  • 徐乃忠
  • 尹希文
  • 田国灿

作者单位:

  • 中国矿业大学(北京)深部岩土力学与地下工程国家重点实验室
  • 中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院

关键词:

  • 矸石压缩实验
  • 采空区矸石刚度
  • 组合粒径
  • 组合岩性
  • 摘要
  • 论文图表
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  • 引用格式

为了揭示采空区垮落矸石刚度的变化规律,针对大采高综采工作面采空区矸石刚度取值缺乏依据的研究现状,自主设计和研发了矸石压缩实验装置,以灰岩、中砂岩、粗砂岩为样本,结合岩石力学伺服试验机,设计18组实验方案,按照矸石破碎→粒径筛分→样本装入实验装置→试验机压缩→清理压缩后的碎渣→再次盛装的实验步骤,测试① 岩性相同但粒径(10~20,20~25,25~35 mm)不同情况下;② 粒径组合相同、岩性组合(组合灰岩中砂岩、组合粗砂岩中砂岩)不同情况下;③ 粒径组合相同、不同单一岩性情况下破碎矸石载荷与压缩位移的关系式。然后根据相似材料实验原理,对得出的曲线关系进行转换,拟合出了采空区不同单一岩性、不同组合岩性、不同破碎程度时的矸石刚度取值公式。研究表明,当垮落带矸石产生相同的压缩位移时:① 岩性为灰岩的垮落带矸石刚度>岩性为中砂岩的垮落带矸石刚度>岩性为粗砂岩的垮落带矸石刚度;② 大粒径的灰岩矸石刚度>组合大中小粒径的灰岩矸石刚度>中粒径的灰岩矸石刚度>小粒径的灰岩矸石刚度;③ 组合岩性的矸石刚度介于两种岩性刚度之间,其中组合岩性中较硬的岩性刚度>组合岩性的矸石刚度>组合岩性中较硬的岩性刚度;④ 同样破碎情况下,矸石刚度与矸石的硬度成正比例关系


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