岩石强度参数随深度演化规律与微观机理研究
发布时间：2020-05-28 01:20
【摘要】：深部煤系地层中岩石主要受高地应力、高温梯度、高渗透压和采动扰动的影响,物理力学行为特征与微观组织结构与浅部岩石相比有所不同。为了深入研究煤系地层中岩石赋存深度对宏观强度参数、微观参数的影响规律,通过在淮南矿区谢桥矿、顾桥矿、顾北矿、潘三矿、丁集矿及朱集矿现场采集465m～900m的范围内6个同一层煤岩不同赋存深度的顶板砂岩,采用RMT-150C岩石力学实验系统,开展单轴压缩、巴西劈裂和三轴压缩实验,获得砂岩弹性模量、单轴抗压强度、单轴抗拉强度、粘聚力、内摩擦角等基本岩石物理力学参数,分析物理力学参数随赋存深度演化规律;运用SEM、XRD和偏光显微镜实验,分别获取砂矿物成分含量、岩孔隙率、和矿物颗粒粒径等微观参数,讨论岩石强度参数和微观参数之间的关系,进而研究深度对岩石强度影响的内在机理。本文主要研究内容及研究结果如下:(1)随着赋存深度的增加,岩石物理力学参数包括密度、弹性模量、单轴抗压强度、单轴抗拉强度、粘聚力、内摩擦角、石英含量随之增加;孔隙率及矿物颗粒平均粒径随之降低;(2)随着赋存深度的增加,相同围压下砂岩强度随着赋存深度的增加而增加。通过深入分析可以发现强度不是一直都呈线性增加,当围压从OMPa增加到30 MPa时,强度变化幅度由86.32%降低到23.24%,且呈现降低趋势;(3)XRD实验表明随着埋深的增加,砂岩岩样中的石英矿物含量显著增加;试样深度由445m增加到900m时,试样石英的含量增加了 27.17%;(4)SEM实验表明随着埋深的增加,砂岩岩样中的孔隙率显著降低;试样深度由445m增加到900m时,试样孔隙率降低了 15.03%;(5)偏光实验表明随着埋深的增加,砂岩岩样的平均粒径显著降低;试样深度由445m增加到900m时,试样平均粒径降低了1.11×10-4cm,为埋深较浅时的1/3;(6)微观实验研究表明,宏观力学特性很大程度决定于结晶组成和内部细观结构。随着微观参数石英矿物含量增大,孔隙率减少,矿物组分的平均粒径降低,岩石的宏观强度参数呈增大趋势。
【图文】：
源消费比例的６０％以上，即使到２０３０年仍约占比５０％，今后很长时期内，煤炭逡逑消耗在我国能源消耗结构中仍占有主导地位。２００９年我国煤炭开采量已经突破逡逑３０亿吨，到２０１７年第三季度开采量在２６亿吨，如下图１所示。逡逑４５逦逦￣￣—逦逦逦逦逡逑４０逦逦邋—逡逑P穼翦义希悖澹悖澹悖澹悖澹悖危掊义希掊澹掊澹掊义贤迹惫谠翰垮义希疲椋珏澹卞澹模铮恚澹螅簦椋沐澹颍幔麇澹悖铮幔戾澹穑颍铮洌酰悖簦椋铮铄义衔夜禾靠煞绞剑梗保ヒ陨系亩际抢醋跃た桑烟矫髀裆睿欤耄硪韵碌腻义厦禾孔试凑迹担埃ザ啵笤迹担担竿蛞诙执笥冢叮埃埃淼脑颊迹罚常ァＤ壳翱缮铄义隙纫呀氲剑保埃埃埃浚保玻埃埃耄恚磕甏蟾乓裕保埃玻担淼乃俣仍黾印＝矗孀趴蒲у义霞际醪欢戏⒄梗泄懈嗟拿嚎罂缮疃冉耄保埃埃埃泶蠊亍Ｈ绫恚蔽夜义喜糠值厍禾靠山椎纳罹４送猓细鍪兰停梗澳甏饷嚎罂傻纳疃儒义霞壕保埃埃埃恚踔量缮疃冉咏玻埃埃埃淼乃剑砺匏箍缮疃却笤煎义希保常埃埃保担埃埃恚壤笨缮疃却笤迹保常埃埃恚毡究缮疃却笤迹保保埃埃保常埃埃恚鹿义希卞义希村挝体义，
本文编号：2684468
【图文】：
源消费比例的６０％以上，即使到２０３０年仍约占比５０％，今后很长时期内，煤炭逡逑消耗在我国能源消耗结构中仍占有主导地位。２００９年我国煤炭开采量已经突破逡逑３０亿吨，到２０１７年第三季度开采量在２６亿吨，如下图１所示。逡逑４５逦逦￣￣—逦逦逦逦逡逑４０逦逦邋—逡逑P穼翦义希悖澹悖澹悖澹悖澹悖危掊义希掊澹掊澹掊义贤迹惫谠翰垮义希疲椋珏澹卞澹模铮恚澹螅簦椋沐澹颍幔麇澹悖铮幔戾澹穑颍铮洌酰悖簦椋铮铄义衔夜禾靠煞绞剑梗保ヒ陨系亩际抢醋跃た桑烟矫髀裆睿欤耄硪韵碌腻义厦禾孔试凑迹担埃ザ啵笤迹担担竿蛞诙执笥冢叮埃埃淼脑颊迹罚常ァＤ壳翱缮铄义隙纫呀氲剑保埃埃埃浚保玻埃埃耄恚磕甏蟾乓裕保埃玻担淼乃俣仍黾印＝矗孀趴蒲у义霞际醪欢戏⒄梗泄懈嗟拿嚎罂缮疃冉耄保埃埃埃泶蠊亍Ｈ绫恚蔽夜义喜糠值厍禾靠山椎纳罹４送猓细鍪兰停梗澳甏饷嚎罂傻纳疃儒义霞壕保埃埃埃恚踔量缮疃冉咏玻埃埃埃淼乃剑砺匏箍缮疃却笤煎义希保常埃埃保担埃埃恚壤笨缮疃却笤迹保常埃埃恚毡究缮疃却笤迹保保埃埃保常埃埃恚鹿义希卞义希村挝体义，
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