新元煤矿破碎煤体单轴抗压强度快速测定方法研究及应用
雷顺
康红普
高富强
司林坡
1.煤炭科学研究总院开采研究分院,北京100013;天地科技股份有限公司开采设计事业部,北京100013;煤炭资源高效开采与洁净利用国家重点实验室,北京1000132.煤炭科学研究总院开采研究分院,北京100013;天地科技股份有限公司开采设计事业部,北京100013;煤炭资源高效开采与洁净利用国家重点实验室,北京1000133.煤炭科学研究总院开采研究分院,北京100013;天地科技股份有限公司开采设计事业部,北京100013;煤炭资源高效开采与洁净利用国家重点实验室,北京1000134.煤炭科学研究总院开采研究分院,北京100013;天地科技股份有限公司开采设计事业部,北京100013;煤炭资源高效开采与洁净利用国家重点实验室,北京100013
摘要：单轴抗压强度(UCS)是衡量煤岩体力学性能的基本参数之一,破碎煤体UCS一直是煤矿工程师面临的一个难题.以新元煤矿为工程背景,提出了一种基于原位钻孔触探法快速测定破碎煤体UCS的方法,为构建破碎煤体单轴抗压强度现场测定方法提供了一个新的思路.首先通过优化探针直径和改进动力源,现场对破碎煤体进行原位钻孔触探强度测定,然后采集破碎煤样进行实验室点载荷强度测定,同时根据钻孔触探法和点载荷法2种测试方法将测试数据分为两组,得到对应测试结果威布尔分布相关参数,其次运用数理统计软件SPSS分别对回归方程和回归系数进行显著性检验,建立临界载荷(Pc)与点载荷强度指数(Is50)的关系,在此基础上借助Is50与UCS的经验关系,建立破碎煤体UCS与Pc的关系,实现破碎煤体UCS的原位快速测定.研究结果表明:钻孔触探法与点载荷法测试数据对应的威布尔分布形状参数分别为:4.02,4.12,即2种测试方法的测试结果分布函数形状基本一致;新元煤矿破碎煤体钻孔触探临界载荷与点载荷强度指数的关系为:Is50=0.066Pc-0.002;新元煤矿破碎煤体UCS与钻孔触探临界载荷的关系为:UCS=0.807Pc+1.726;新元煤矿破碎煤体钻孔触探临界载荷为1.55～3.48 MPa,UCS为2.97～4.53 MPa;新元煤矿破碎煤体UCS测定结果与现场估算较为接近,表明所提出的破碎煤体单轴抗压强度测定方法切实可行.
关键词：新元煤矿破碎煤体单轴抗压强度钻孔触探法点载荷强度指数预测模型
分类号：TD313(矿山压力与支护)TQ531.4(煤化学及煤的加工利用)
资助基金：国家科技重大专项(01101002)国家自然科学基金(51774185)天地科技开采设计事业部生产力转化项目(KJ-2015-TDKC-06)
论文发表日期：2019-11-28
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：11( 3412-3422 )
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