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煤矿岩石物理力学性质分析本文通过对岩石物理力学性质的全面试验分析研究，得到岩石基本物理力学性质参数以及岩石在干燥状态下、自然状态下、饱和状态下的单轴抗压强度，及软化系数，弹性模量和泊松比。
试验结果表明含水量对岩石的抗压强度有着很重要的影响，吸水后的抗压强度明显低于自然状态下的抗压强度，弹性模量和泊松比与抗压强度有着一定的关系。
标签：岩石；物理性质；力学性质1 前言目前各项经济建设事业取得了极大的发展，同时，也遇到了许多与工程地质及岩土力学密切相关的技术难题。
如特殊的区域性构造地质、松散破碎复杂岩基、高地应力作用下的软岩、水工隧洞群之间的相互受力作用、高陡岩坡的持续稳定等等工程建设中遇到的十分突出的问题。
岩石是由各种造岩矿物或岩屑在地质作用下按一定規律组合而形成的多种矿物颗粒的集合体，是组成地壳的基本物质。
掌握岩石物理力学性质，对我们更好的研究岩石带给人们的利与弊是很有益处的[1，2]。
岩石在煤矿的开采过程中起着非常重要的作用，在煤矿开采检查井中，岩石的物理力学性质的数据是工程有效进行的必备数据，本文通过辽宁某煤矿勘察煤层顶底板煤样进行物理力学性质试验分析研究，为后续开采提供有力的数据支持。
2 试验样品、仪器和内容将岩石试样加工成φ50*100mm的圆柱体标准试件，直径允许变化范围为48～52mm，高度允许变化范围95～105mm。
试件两端面不平行度不应大于0.05mm。
把试件放在水平检测台上，边移动边用百分表测定试件的高度，其最大值和最小值的偏差应控制在0.05mm以内。
试件上下端直径偏差不应大于0.3mm。
轴向偏差不应大于0.25。
2.2试验仪器液压式万能试验机WE-10B。
测量范围0-100kN，精度±1%。
静态电阻应变仪YJ-35。
2.3物理性质试验岩石物理性质包括颗粒密度、块体天然密度、块体干燥密度、含水率、吸水性试验。
a.颗粒密度采用水中称量法。
b.块体密度采用量积法。
c.含水率试验：取保持天然含水状态，尺寸大于组成岩石最大矿物颗粒直径的10倍，且质量不少于50g的三个试件，在105-110℃的烘箱内烘干24h后冷却至室温。
关于煤系地层常见岩石力学参数的文章煤系地层常见岩石力学参数煤系地层是一种重要的能源资源，其岩石力学参数对于煤矿开采和地质灾害防治具有重要意义。
本文将介绍一些常见的煤系地层岩石力学参数，以帮助读者更好地了解和应用这些参数。
首先，弹性模量是衡量岩石弹性性质的重要参数。
对于煤系地层来说，其弹性模量通常较低，一般在1-10 GPa之间。
这意味着在受到外力作用时，煤系地层会发生较大的变形。
其次，抗压强度是指岩石在受到压力作用下能够承受的最大应力。
对于煤系地层来说，其抗压强度通常较低，一般在10-50 MPa之间。
这也是为什么在采矿过程中容易发生顶板塌落和支护失效的原因之一。
此外，剪切强度是指岩石在受到剪切作用下能够承受的最大应力。
对于煤系地层来说，其剪切强度通常较低，一般在1-5 MPa之间。
这也是为什么在采矿过程中容易发生煤层滑移和断裂的原因之一。
除了上述参数外，还有一些其他的岩石力学参数也对煤系地层的开采和地质灾害防治具有重要意义。
例如，岩石的泊松比是衡量岩石变形性质的重要参数。
对于煤系地层来说，其泊松比通常较低，一般在0.2-0.4之间。
这意味着在受到外力作用时，煤系地层会发生较大的体积变化。
此外，岩石的黏聚力和内摩擦角也是衡量岩石抗剪切性能的重要参数。
对于煤系地层来说，其黏聚力通常较低，一般在0.1-1 MPa之间；而内摩擦角通常较小，一般在10-30度之间。
这也是为什么在采矿过程中容易发生岩体滑动和崩塌的原因之一。
综上所述，了解和应用煤系地层常见岩石力学参数对于煤矿开采和地质灾害防治具有重要意义。
通过合理地评估和控制这些参数，可以提高煤矿开采的效率和安全性，减少地质灾害的发生。
因此，我们应该加强对这些参数的研究和应用，为煤系地层的开发利用提供科学依据。
煤矿岩体力学与支护技术的研究与应用煤矿岩体力学与支护技术是在煤矿开采过程中起着重要作用的学科领域。
它的研究和应用旨在保障煤矿开采安全、提高矿井效益，有效地控制岩石破坏和岩体变形，保障矿工的安全和设备的正常运行。
本文将就煤矿岩体力学与支护技术的基本原理、研究方法和应用进行探讨。
一、煤矿岩体力学的基本原理煤矿岩体力学的基本原理包括弹性力学、塑性力学和断裂力学等。
其中，弹性力学是研究岩体在外力作用下的弹性变形规律的学科，塑性力学是研究岩体在超过其弹性极限后的塑性变形规律的学科，断裂力学是研究岩体断裂和破碎过程的学科。
通过研究这些力学原理，可以预测煤层和岩体的破裂破碎特征，为煤矿开采的设计和实施提供理论依据。
二、煤矿岩体力学的研究方法煤矿岩体力学的研究方法包括实地观测、室内试验和数值模拟等。
实地观测是通过实际观察和测量来获取煤层和岩体力学性质的方法，主要包括测量煤岩变形、应力分布、瓦斯涌出等。
室内试验是在实验室条件下对岩石样本进行加载试验，通过测量岩石样本的变形和破坏来研究其力学性质。
数值模拟是使用计算机软件对煤层和岩体的力学行为进行模拟和分析，以预测煤矿开采过程中可能出现的问题。
三、煤矿岩体支护技术的研究与应用煤矿岩体支护技术是为了保护矿井和矿工安全而采取的一系列措施。
常见的岩体支护技术包括支架支护、注浆加固和锚杆锚网技术等。
支架支护是通过安装支撑装置来支撑和加固岩层，防止其塌方和滑动。
注浆加固是在岩石中注入固化材料，增强岩石的强度和稳定性。
锚杆锚网技术是借助钢筋锚杆和锚网将岩体与支护结构相互连接，增加岩体与支护结构的整体稳定性。
这些支护技术的应用可以减少矿井事故的发生，提高开采效率。
四、煤矿岩体力学与支护技术的挑战与发展趋势煤矿岩体力学与支护技术在实际应用中面临一些挑战，如煤矿深部开采引起的岩体变形和应力集中、岩层破坏引发的瓦斯突出和冒顶等问题。
为了应对这些挑战，煤矿岩体力学与支护技术也在不断发展。
摘要房柱式开采技术本质上是留设煤柱维护开采空间，以达到不仅安全开采的同时控制上覆岩层移动的一种开采方法。
房柱式开采目前仍是世界上主要的煤炭开采方法之一。
在我国普遍存在地方小煤矿，这些小型矿井，普遍采用留煤柱开采方法，因此对小型煤矿的柱式采煤法安全研究有实际意义。
本文首先介绍关于地震国内外的研究现状和分析理论，并结合实际工程背景建立采空区煤柱-覆岩结构力学模型；然后推导出结构在地震作用下的运动微分方程并介绍分煤柱的载荷计算理论；最后利用有限元法对该结构进行静力及动力学分析，主要研究采空区煤柱-覆岩结构在地震谱作用下的响应，对柱式采煤法采空区在自重及地震作用下响应情况获得了初步的认识，并对采空区安全性提出建议。
【关键词】煤柱地震有限元法谱分析【论文类型】应用型NO:2008-2-1-13Title: Statics and dynamics analysis of the Virgin coal - cap rock structure Major:Engineering MechanicsName: Liu Gang Signature:Supervisor:Li Ming Signature:ABSTRACTThe room column type mining technology is a c oal-mining method which keep the virgin coal to maintain mining space. It protects the safety of coal mine and controls the migration of cap rock. and is still a main coal-mining method in the world at present. In our country there are many local small coal mine, and these small mine pits generally adopt the method of exploitation which keep the virgin coal. Therefore, there has the practical significance to research the security of small coal mine with column type coal-mining method. Firstly, the present domestic and foreign situation of research about the earthquake and the analysis theory about earthquake are introduced in this paper, and on the base of referring to the actual project background the mechanical model of virgin coal-cap rock structure in the worked-out section is established. Then, the motion equation of structure under the earthquake function is deduced, and the analysis theory how to compute the load on the virgin coal is introduced. Finally, the static and dynamics analysis of the structure are carried out based on FEM. The response of the virgin coal-cap rock structure in worked-out section under earthquake spectrum function is mainly studied, and preliminary understanding of the response of the worked-out section of the coal mine adopting column type coal-mining method which is under dead weight function and the earthquake function is acquired, and some advice on the worked-out section security is given.【Key Words】Virgin coal; earthquake; FEM; spectrum analysis【Type of Thesis】Application Research目录1 绪论 (1)1.1 引言 (1)1.2 国内外研究现状 (1)1.3 结构抗震理论的发展 (3)1.4 本文的主要工作 (6)2 煤柱-覆岩结构的力学模型 (7)2.1 模型背景介绍 (7)2.2 建立模型 (8)2.3 小结 (10)3 理论分析 (11)3.1 结构地震响应运动方程 (11)3.2 煤柱的载荷计算理论 (14)3.3 小结 (17)4 有限元数值分析 (18)4.1 有限元法 (18)4.2 ANSYS结构分析概述 (18)4.3 ANSYS静力分析 (20)4.3.1有限元模型的建立 (20)4.3.2有限元分析求解 (23)4.3.3计算结果与后处理 (24)4.4 ANSYS谱分析 (27)4.4.1谱分析 (27)4.4.2谱分析过程 (28)4.5 小结 (34)5 总结 (35)致谢 (36)参考文献： (37)附录 (39)附录Ⅰ：ANSYS静力分析命令流 (39)附录Ⅱ：ANSYS谱分析命令流 (39)1 绪论1.1 引言房柱式开采技术本质上是留设煤柱维护开采空间，以达到不仅安全开采的同时控制上覆岩层移动的一种开采方法。
煤矿巷道围岩力学性能测定研究刘敏丽;王哲【摘要】本研究以东保卫煤矿为对象,利用实验方法对围岩力学性质进行测试和分析,获得了东保卫煤矿78层、41层和36层的顶底板按岩层层位的力学参数,为解决煤矿巷道围岩支护设计提供初始的基础参数.实验结果表明:粉砂岩岩石强度均值为49.93MPa;粗砂岩强度均值为61.72 MPa～74.8MPa;中砂岩岩石强度均值为43.67MPa.粗砂岩的岩样较多,粉砂岩与中砂岩强度接近,相比之下,粗砂岩强度较高.根据岩石的强度试验结果可以看出,东保卫煤矿巷道围岩的岩石强度性能较好,对巷道围岩的稳定十分有利.【期刊名称】《内蒙古科技与经济》【年(卷),期】2015(000)022【总页数】3页(P92-94)【关键词】煤矿;巷道围岩;力学性质【作者】刘敏丽;王哲【作者单位】内蒙古机电职业技术学院冶金与材料工程系,内蒙古呼和浩特010070;黑龙江科技大学安全工程学院,黑龙江哈尔滨 150027【正文语种】中文【中图分类】TD322随着煤矿开采深度的不断增加，井下煤矿巷道将处于更高的地应力环境中，对巷道围岩稳定性起主导作用的因素之一的巷道围岩应力是不应当被忽视的，尤其在地质构造活动强烈的地区，井下巷道支护及稳定性更加难以保证，目前大部分煤矿没有进行全面、系统的巷道围岩地质力学测试工作，相关的设计计算基础参数严重不足，巷道支护形式及参数的确定主要以直接工程类比法通过经验判断为主，容易出现支护形式及参数与巷道围岩分类不符、支护可靠性差，安全程度得不到保证，达不到控制巷道围岩的目的。
巷道围岩物理力学性质是影响巷道稳定性的关键因素，根据巷道围岩的物理力学性质、岩层赋存特征以及应力环境等因素可对巷道围岩进行分类，并对井巷工程进行支护形式及参数的确定。
本研究通过对双鸭山矿区东保卫煤矿井下钻取原位煤岩样，测定其物理力学参数，然后对围岩进行分类，选择支护形式并进行参数计算。
总之，该研究对我国煤层巷道锚杆支护设计提供了科学准确的基础参数。
煤系地层常见岩石力学参数
煤系地层常见岩石力学参数包括：
1. 抗压强度（Compressive strength）：煤的抗压强度指的是煤
岩石在受到垂直外力作用下，能够承受的最大压力。
煤的抗压强度通常为几兆帕至几十兆帕。
2. 抗剪强度（Shear strength）：煤的抗剪强度指的是煤岩石在
受到剪切力作用下的抵抗能力。
煤的抗剪强度通常较低，一般为几百千帕至几兆帕。
3. 弹性模量（Elastic modulus）：煤的弹性模量指的是煤岩石
在外力作用下产生弹性变形的能力。
煤的弹性模量较低，通常为几千兆帕至几十兆帕。
4. 应变硬化指数（Strain hardening index）：煤的应变硬化指
数描述了煤岩石在应变增大时的抵抗形变的能力。
煤的应变硬化指数一般较低。
5. 断裂韧度（Fracture toughness）：煤的断裂韧度描述了煤岩
石在受到外力作用下发生断裂的抗力。
煤的断裂韧度较低，一般为几十千帕·米之间。
6. 孔隙压力（Pore pressure）：煤岩石中的孔隙中的流体压力。
煤岩石中由于煤的吸湿性，孔隙中通常存在一定的水蒸气或液体水，对煤岩石的力学性质有一定的影响。
这些参数可以用于描述和分析煤系地层中的岩石力学性质，对采矿、地下工程等方面具有重要意义。
煤岩地层岩石的力学特性分析摘要：煤岩地层岩石的力学特性包括变形特征和强度特征。
本文对煤岩的力学特性进行了系统的分析，探讨了岩石试件在各种载荷作用下的变形规律和开始破坏时的最大应力（强度极限）以及应力与破坏之间的关系，为煤矿的开采和煤层气的开发提供理论依据。
关键词：煤岩力学特性变形特征强度特征1、煤岩的结构构造特征岩石的组成成分、结构构造特征造成了岩石物质成分的非均质性、物理力学性质的各向异性和结构构造的不连续性。
这是区别于其他力学材料的最突出特征，而煤岩层的这些特征尤为显著。
煤岩的非均质性和各向异性突出表现在其组成成分在同一煤层中纵向（垂直层理）和横向不同方向和深度上的差异，以及在其生成过程中所形成的明显层状构造和孔隙结构所体现出的差异。
通常煤岩中存在有两组近于垂直的割理，主要裂隙组面割理发育较完善延伸可至数百米，而端割理发育在面理之间，沟通了面割理。
两组割理与层理面近于垂交或陡角相交。
由于煤岩层状构造发育，空隙结构特殊，构造作用对后期的改造或产生裂隙，都充分体现出了煤岩结构构造的不连续性。
2、煤岩地层岩石的强度特征2．1单轴压缩条件下煤岩的强度特征对鲍店矿3煤31个煤样和新河矿3煤48个煤样在MTS815.03岩石伺服试验机上采用s15-⨯的轴向应变加载速度进行10mm/单轴压缩试验(加载方向均垂直于煤层层面),得出的详细力学参数见论文第3章表.33和.34,结果汇总在表4.1中。
煤岩强度较低且离散性大的原因除与试验条件、取样制样技术等外在因素有关外,第2章的研究结果表明,主要与其微组分、微孔隙裂隙、微结构等内在因素有关。
对煤岩单轴抗压强度的试验结果表明,煤岩强度与其容重、空隙率、含水率、煤体结构以及煤岩变质程度等有关。
具体来讲,煤块的单轴抗压强度随其容重的增加而增加;随其孔隙率的增加而减小;煤体节理裂隙越发育,其强度越低;受火成岩影响,煤的变质程度越高,其强度越高。
2．2三轴压缩条件下煤样的强度特征岩石在三轴压缩条件下的最大承载能力称三轴极限强度或三轴压缩强度氏,恒定围压下岩样破坏后,应力应变曲线中不随压缩变形增大而变化的轴向应力称残余强度氏。
关于深部煤层气基本地质问题分析摘要：随着我国社会和经济的高速发展，对煤层气资源的需求量不断增加，各种煤层气工程越来越多，对工程的要求不断提升。
根据相关调查显示，我国埋藏深度在1500-3000米的煤层气资源是浅部煤层气资源总量的2倍左右。
为了给深部煤层气资源的开采打下一个良好的基础，我国在深部煤层气基本地质研究上，投入了非常大的精力，并取得了不错的研究结果。
为此，笔者将要在本文中对关于深部煤层气基本地质问题进行分析，希望对促进我国煤层气开采事业的发展，可以起到有利的作用。
关键词：深部煤层气；地质问题；分析1前言我国深部煤层气资源总量非常丰富，其地质资源总量约为18.47*1012立方米，是浅层煤层气总量的2倍左右，是我国煤层气产业发展的基础。
我国深部煤层气开采价值非常大，有必要对其存在的地质问题进行深入的探索，对其中存在的问题进行深入探讨。
2深部煤层气的界定煤层气，是指储存在煤层中以甲烷为主要成分、以吸附在煤基质颗粒表面为主、部分游离于煤孔隙中或溶解于煤层水中的烃类气体，是煤的伴生矿产资源，属非常规天然气，是近一二十年在国际上崛起的洁净、优质能源和化工原料。
俗称“瓦斯”，热值是通用煤的2-5倍，1立方米纯煤层气的热值相当于1.13kg汽油、1.21kg标准煤，其热值与天然气相当，可以与天然气混输混用，而且燃烧后很洁净，几乎不产生任何废气，是上好的工业、化工、发电和居民生活燃料。
煤层气空气浓度达到5%-16%时，遇明火就会爆炸，这是煤矿瓦斯爆炸事故的根源。
煤层气直接排放到大气中，其温室效应约为二氧化碳的21倍，对生态环境破坏性极强。
在采煤之前如果先开采煤层气，煤矿瓦斯爆炸率将降低70%到85%。
煤层气的开发利用具有一举多得的功效：洁净能源，商业化能产生巨大的经济效益。
为国家战略资源。
深部煤层气的环境特征是非常复杂的，具有较高的地应力和流体压力，吸附和解吸特性相对比较明显，且容易受到地层温度和压力的影响，其吸附状态往往存在于开采过程中的吸收过程。
定
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样一般规定
基本信息
【英文名称】Methods for determining the physical and mechanical properties of coal and rock―Part 1：General requirements for sampling
【标准状态】现行
【全文语种】中文简体
【发布日期】2009/4/8
【实施日期】2009/12/1
【修订日期】2009/4/8
【中国标准分类号】D04
【国际标准分类号】73.010
关联标准
【代替标准】暂无
【被代替标准】暂无
【引用标准】GB/T 19222
适用范围&文摘
GB/T 23561的本部分规定了煤和岩石物理力学性质测定所需煤样、岩样采样的术语和定义、设备工具和包装器材、技术要求、采样方法、记录与编号、封固与装箱和煤样、岩样后处理工作。
本部分适用于煤及与煤层相关岩层中岩石的基本性质测定及冲击倾向性测试等室内实验.。
