注水对无烟煤受压变形特性及破碎块度分布影响试验研究

发布时间：2021-10-09 20:05

　　煤层注水能有效降低工作面粉尘浓度,改善井下工作环境,防治煤与瓦斯突出和冲击地压,弱化煤体提高放顶煤工作面顶煤放出率,因此得到了广泛的应用。但是煤层注水是否会降低无烟煤的块煤生产率,引起了煤炭生产企业的担忧。无烟煤的价格与块度大小有直接的关系,末煤的价格仅为块度为25mm～80mm的块煤价格的60%左右。鉴于此,本文进行了注水对无烟煤受压变形特性及破碎块度分布影响的试验研究。试验煤样取自山西高平望云煤矿3号煤,属低变质无烟煤。论文从物理力学、热力学和水化学损伤等三个方面分析了水对煤的弱化机理,测试了煤的物理力学特性、镜质组最大反射率和显微组分、裂隙孔隙特性和煤的水润湿性,进行了天然煤样与注水饱水煤样受压变形与破碎块度分布规律的对比试验;通过对比煤样破碎时的应力应变曲线和破碎演化过程,分析了天然含水煤样和注水饱水煤样在变形和破碎过程中的差异,并应用破碎块度分布的分形维数和罗森-拉姆勒（Rosin-Rammler）模型分析了破碎后煤样块度分布规律;针对放顶煤开采工作面顶煤放出块度分布,在望云煤矿3号煤层3203注水工作面和3204未注水工作面进行了现场工业性测试。通过系统的研究取得了以下主要... 

【文章来源】：太原理工大学山西省 211工程院校

【文章页数】：103 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图２－１水对煤强度的影响??Ｆｉｇ．?Ｅｆｆｅｃｔ?ｏｆ?ｗａｔｅｒ?ｏｎ?ｔｈｅ?ｓｔｒｅｎｇｔｈ?ｏｆ?ｃｏａｌ??

随着煤壁外的水分子的侵入，逐渐把水分子吸进煤体的深部，使煤体膨胀，直到吸引力??被抵消为零为止。此时煤体停止对水的吸入。??如图２－２，煤对水的吸附从微观上看是由于煤表面分子与水分子的相互吸引作用的??结果。这些作用力包括分子间力和氢键［５６］。煤对水分子的吸附属于多层吸附。吸附的第??一层水主要是由于煤分子对水分子的氢键作用占主要地位，对其它吸附的水分子层主要??是分子间力所引起的长程力作用的结果。??Ｊ２??

??试件Ｂ测１００个点，表３－２煤样测点的反射率统计表，图３－２为煤样反射率测值分布直??方图，图３－３为显微组分相片，表３－３为煤岩显微组分和镜质体反射率的定量测定统计??结果。??表３－１煤体物理力学参数测定结果??Ｔａｂｌｅ３－１?Ｔｈｅ?ｂａｓｉｃ?ｐｈｙｓｉｃａｌ?ａｎｄ?ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ?ｐａｒａｍｅｔｅｒ?ｏｆ?ｃｏａｌ??序号?ｍ．?－ｍ?测定值???１?容重?ｇ／ｃｍ３?１．４２７３??２?比重?１．５１５１??３?孔隙率?％?５．５７９７??４?天然含水率?％?２．１５２５??５?常压浸泡含水率＾?％?２．８０７４??６?加压３ＭＰａ浸泡含水率？?％?３．０３３４??７?抗压强度?ＭＰａ?８．７４??８?饱水抗压强度？?ＭＰａ?７．４１??９?泊松比?０．２７??１０?饱水泊松比，?０．１８??１１?抗拉强度?ＭＰａ?１．４２??

【参考文献】：
期刊论文
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博士论文
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硕士论文
[1]采煤工作面深孔煤层注水技术研究[D]. 高海宾.安徽理工大学 2007



本文编号：3426927