一种多指标判别煤矿坚硬岩层的方法技术

本发明专利技术涉及一种多指标判别煤矿坚硬岩层的方法，该方法包括坚硬岩层标准试样制备方法、坚硬岩层力学特性测试方法、坚硬岩层地球化学特性测试方法及坚硬岩层判别指标体系，基于坚硬岩层常规力学特性参数，提出了结构面强度、矿物组分特征及元素组成特征等新指标，丰富了煤矿坚硬岩层判别指标体系。解决了传统煤矿坚硬岩层判别仅从强度特征这一单一因素判别的问题。从宏观及微观角度对坚硬岩层给出了更为深入、具体的判别标准，提出了一种煤矿坚硬岩层判别的新方法，实现了煤矿坚硬岩层由单一因素判别向多因素判别的转变。

【技术实现步骤摘要】
一种多指标判别煤矿坚硬岩层的方法
本专利技术属于煤矿开采
，尤其涉及一种多指标判别煤矿坚硬岩层的方法。
技术介绍
硬岩层具有强度高、厚度大、整体性强等特征，因而不易失稳。当工作面上方存在坚硬岩层时，来压步距可达上百米，特别是覆岩中存在多层坚硬岩层时，矿压显现问题将更为复杂，其失稳时可造成顶板大面积来压，将引起井下风暴，严重时可诱发瓦斯、水等次生灾害，威胁井下人员安全。因此，掌握科学的坚硬岩层判定指标与测试方法，对于煤层开采矿压预测及防治具有重要意义，有利于矿井安全高效生产，传统的煤矿坚硬岩层判别仅从强度特征这一单一因素判别，判别准确率低且科学性差，本专利技术从宏观及微观角度对坚硬岩层给出了更为深入、具体的判别标准，提出了一种多指标判别煤矿坚硬岩层新方法，实现了煤矿坚硬岩层由单一因素判别向多因素判别的转变。
技术实现思路
为解决煤矿坚硬岩层判别指标单一的问题，本专利技术提出一种多指标判别煤矿坚硬岩层的方法。一种多指标判别煤矿坚硬岩层的方法，所述方法包括以下步骤：步骤1、坚硬岩层测试标准试样制备，所述坚硬岩本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多指标判别煤矿坚硬岩层的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：/n步骤1、坚硬岩层测试标准试样制备，所述坚硬岩层测试标准试样包括坚硬岩层力学特性测试标准试、坚硬岩层地球化学特性测试标准试样和坚硬岩层结构面力学特性测试标准试样；/n步骤2、对所述坚硬岩层力学特性测试标准试样进行单轴抗压强度、单轴抗拉强度和弹性模量试验，确定岩样的单轴抗压强度、抗拉强度和弹性模量力学参数；/n步骤3、对所述坚硬岩层结构面力学特性测试标准试样进行三轴强度试验，确定岩样结构面的内聚力和内摩擦角参数；/n步骤4、对所述坚硬岩层地球化学特性测试标准试样进行地球化学特性测试，通过XRD衍射测试及全元素测试，确定岩样...

【技术特征摘要】
1.一种多指标判别煤矿坚硬岩层的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
步骤1、坚硬岩层测试标准试样制备，所述坚硬岩层测试标准试样包括坚硬岩层力学特性测试标准试、坚硬岩层地球化学特性测试标准试样和坚硬岩层结构面力学特性测试标准试样；
步骤2、对所述坚硬岩层力学特性测试标准试样进行单轴抗压强度、单轴抗拉强度和弹性模量试验，确定岩样的单轴抗压强度、抗拉强度和弹性模量力学参数；
步骤3、对所述坚硬岩层结构面力学特性测试标准试样进行三轴强度试验，确定岩样结构面的内聚力和内摩擦角参数；
步骤4、对所述坚硬岩层地球化学特性测试标准试样进行地球化学特性测试，通过XRD衍射测试及全元素测试，确定岩样中的矿物组成及地球化学特征；
步骤5：建立由单轴抗压强度、单轴抗压与抗拉强度比值、结构面内聚力C60°/C0°比值、结构面内摩擦角、弹性模量、矿物组成和SiO2与Al2O3含量共同作用的多指标的煤矿坚硬岩层判别指标体系，进行煤矿坚硬岩层判别。


2.根据权利要求1所述一种多指标判别煤矿坚硬岩层的方法，其特征在于，所述步骤1中的坚硬岩层力学特性测试标准试样包括圆柱试样和立方体试样，具体制备方法为：
圆柱试样：在现场垂直于岩层层理钻取岩心或在现场取不小于300mm见方的岩块在实验室内垂直于岩块的岩层层理钻取岩心，两种采样方法钻取岩心的直径为50mm；用切割机将钻取的岩心加工为100mm高的标准试件；经端面磨平机进行端面磨平加工后，标准试件需满足两端面不平行度小于±0.05mm，且两端面应垂直于标准试件轴线，最大允许偏差为±0.25°；
立方体试...

【专利技术属性】
技术研发人员：李云鹏，赵善坤，秦凯，刘鹏程，王寅，王新华，赵阳，李一哲，
申请(专利权)人：煤炭科学技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11