一种基于层理效应的煤冲击倾向性测试方法技术
A testing method of coal impact propensity based on bedding effect
A test method for impact tendency based on the effect of coal seam is a supplement to the test method of impact proneness. It is suitable for the test method of impact tendency of bedded coal. It can solve the drawbacks of the original test method which leads to the larger discretenity of the experimental results, and it can provide a way to accurately measure the coal impact tendency of the coal seam under different areas and bedding angles. The method first selects the typical coal samples that need to measure the impact tendency area, and makes the grinding process, and makes the coal sample bedding adjustment support. The coal sample bedding is used to adjust the bracket, and the space position of the coal sample in the bedding adjustment support is adjusted, and several standard coal samples with typical bedding angles are prepared. Carry out the corresponding test, get the data and fit it. The bedding angle of the field coal sample is taken into the relation obtained by fitting, and the numerical value of the impact proneness index of the coal seam area can be obtained, and the corresponding type of the impact proneness can be determined.
【技术实现步骤摘要】
一种基于层理效应的煤冲击倾向性测试方法所属
本专利技术属于煤岩体力学领域，尤其是一种基于层理效应的煤冲击倾向性测试方法，是对冲击倾向性测试方法的补充，适用于含层理煤的冲击倾向性测试方法。
技术介绍
冲击倾向性是判定煤层是否会发生冲击地压的一个重要的衡量指标，是预警和防范冲击地压的基础。如何准确测定煤层的冲击倾向性，就成为一个重要的研究内容。目前对于冲击倾向性的测试一般依据三个指标，分别为动态破坏时间、弹性能量指数、冲击能量指数，但当前的三种测试指标都没有考虑到煤的层理对测试结果的影响。而煤作为一种层理和割理异常发育的岩体，其冲击倾向性深受层理的影响，因此在进行冲击性测试时如果不考虑煤的层理特征，当前的冲击倾向性测试方法会造成了两个较大弊端：一是现场煤层其层理往往复杂多变，进行导致冲击性测试时，即使在同一煤层，由于层理不同，结果也存在较大的离散情况，不能为现场煤层冲击性判定提供准确的参考，二是在测量不同区域不同层理煤样的冲击倾向性时，由于层理不同而导致结果的离散，使得难以认识现场煤层冲击倾向性的规律。因此提出一种基于层理效应的煤冲击倾向性测试方法，不仅可以很好的解决...
【技术保护点】
一种基于煤层理效应的冲击倾向性测试方法，其特征在于包含以下步骤：步骤S101：现场挑选所需测量冲击倾向性区域的典型煤样，并进行打磨加工。步骤S102：制作煤样层理调整支架。步骤S103：采用煤样层理调整支架，调整煤样在层理调整支架中的空间位置，制备层理角度为0°、15°、30°、45°、60°、75°，90°的标准煤样试件，每个角度各5个煤样，并编号记录。步骤S104：将加工好的层理角度为0°的5个煤样按照《煤层冲击倾向性分类及指数的测定方法》进行测试，获得5个煤样的弹性能量指数，取平均值，记为Y1；同时获得5个煤样的冲击能量指数，取平均值，记为Z1，填入表1。之后依次测出...
【技术特征摘要】
1.一种基于煤层理效应的冲击倾向性测试方法，其特征在于包含以下步骤：步骤S101：现场挑选所需测量冲击倾向性区域的典型煤样，并进行打磨加工。步骤S102：制作煤样层理调整支架。步骤S103：采用煤样层理调整支架，调整煤样在层理调整支架中的空间位置，制备层理角度为0°、15°、30°、45°、60°、75°，90°的标准煤样试件，每个角度各5个煤样，并编号记录。步骤S104：将加工好的层理角度为0°的5个煤样按照《煤层冲击倾向性分类及指数的测定方法》进行测试，获得5个煤样的弹性能量指数，取平均值，记为Y1；同时获得5个煤样的冲击能量指数，取平均值，记为Z1，填入表1。之后依次测出层理特性为15°、30°、45°、60°、75°，90°的弹性能量指数和冲击能量指数，取平均值后得到最终数据Y2、Y3、Y4、Y5、Y6、Y7，并填入表1。表1不同层理角度弹性能量指数和冲击能量指数的测试结果步骤S105：打开Origin软件，输入S104步骤所得表1数据，选择多项式拟合工具，拟合得到弹性能量指数Y与层理角度X的关系、冲击能量指数Z与层理角度X的关系。拟合的函数形式为:Y＝a0+a1X+a2X2+a3X3+a4X4(1)Z＝b0+b1X+b2X2+b3X3+b4X4(2)步骤S106：测量现场区域煤样的层理角度，将该层理角度带入到拟合后得到的式(1)和式(2)中，计算得到的弹性能量指数和冲击能量指数就是该煤层区域的冲击倾向性指标的数值，按照《煤层冲击倾向性分类及指数的测定方法》可判定相应的冲击倾向性类型。同样可以得到该煤层其他区域的冲击倾向性类型，即获得了现场不同区域、不同层理煤样的冲击倾向性。2.根据权利要求1所述的步骤S101，其特征在于包含以下方法：S101步骤中所述现场挑选所需测量冲击倾向性区域的典型煤样具体方法为：选取需测定冲击倾向性煤层的区域作为煤采集点，在不对煤样造成力学性质影响的条件下，通过弱爆破等手段炸落一定量煤体，然后人工挑选尺寸为55×55×35cm(长宽高上下浮动不超过5cm)的煤样一块。S101步骤中所述打磨加工具体方法为：用打磨机对煤样进行加工，将55×55cm的两个面加工成半径25cm且正对的两个圆面，再先后使用打磨机和球磨机打磨煤样的两个圆面，使煤样的高度由35cm缩减为30cm，且两个面各自面内的最大高度差小于0.5cm。使用球磨机对该煤样半径为25cm的一面进行打磨，当倾斜率达到1％时停止，经过打磨的半径为25cm的面记为C1。3.根据权利要求1所述的步骤S102，其特征在于包含以下步骤：S102步骤中所述的煤样层理调整支架，包括煤样放置板C2和高度固定支柱(C和D)、高度可调支柱(A和B)、煤样固定棒(A、B、C、D)。煤样放置板C2的大小为80×80×10cm。煤样放置板C2朝上、大小为80×80的面记为板面C21，用于放置煤样，与板面C21相对的一面记为板面C22。高度固定支柱C、高度固定支柱D的长度固定，为100cm，半径为2.5cm。高度可调支柱A、高度可调支柱B的长度可调整，结构为两层套管，外层套管长度为100cm，内层套管长70cm，内套管上有以厘米为单位且可精确至毫米的刻度，量程为65cm。采用2个固定铰支座分别连接煤样放置板C2和高度可调支柱(A和B)。采用2个固定铰支座分别连接煤样放置板C2和高度固定支柱(C和D)。4个固定铰分别距板的各个边15cm。煤样固定棒A、煤样固定棒B、煤样固定棒C、煤样固定棒D为圆柱形铁棒，半径为5cm，高为30cm。S102步骤中所述的煤样层理调整支架，所述的连接煤样放置板C2和高度可调支柱A的固定铰，开始时将煤样放置板C2水平放置，并将固定铰与高度可调支柱A连接，使高度可调支柱A竖直放置，当高度可调支柱A的轴线过A点时，将铰固定于煤样放置板C2上的A点。使得高度可调支柱A在绕铰转动时，其轴线在某一时刻可与A、D两点的连线平行。类似可安装连接高度固定支柱B的固定铰支座、连接高度固定支柱C的固定铰支座、连接高度固定支柱D的固定铰支座...
【专利技术属性】
技术研发人员：郝宪杰，裴艳宇，郭延定，王少华，李玉麟，赵毅鑫，任波，
申请(专利权)人：中国矿业大学北京，
类型：发明
国别省市：北京,11
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