酸化煌斑巖物理力學特性及其對采場覆巖運移的影響.pdf

1、堅硬頂板條件下礦壓顯現(xiàn)規(guī)律相比于普通頂板條件下，其礦山壓力顯現(xiàn)更為劇烈。采掘煤層推進后，堅硬頂板大面積懸露但并不垮落，垮落步距較普通頂板條件下急劇增大。煤層采掘后，堅硬頂板應力重新分布，造成煤層圍巖應力不均，此類硬脆性巖層吸收了大量彈性勢能，并在峰值瞬間爆發(fā)，當其垮落時，可能會對采場和工作面造成嚴重破壞，甚至發(fā)生礦震和沖擊地壓事故。特別是在特厚煤層開采條件下，產(chǎn)生的后果更加嚴重。
　　在大同礦區(qū)，煌斑巖以層狀大面積狀態(tài)侵入3-5號

2、近20m厚的特厚煤層的頂板，形成堅硬頂板。通過對煌斑巖的巖石學特征研究發(fā)現(xiàn)，煌斑巖內(nèi)部含有大量碳酸鹽類成分，因此本文基于此，提出了使用酸溶液軟化煌斑巖方法（簡稱這種方法為酸化），旨在降低煌斑巖強度，減小其沖擊傾向性，降低堅硬頂板對下部特厚煤層開采的不利影響。
　　本文從對酸化煌斑巖力學實驗，微觀實驗，數(shù)值模擬方法入手，對溶液pH值，電導率值，酸化煌斑巖試樣力學性質(zhì)，掃描電鏡結(jié)果，及建立的數(shù)值模擬模型等方面進行研究，得到酸化煌斑巖強

3、度損傷情況，及微觀上試樣結(jié)構(gòu)變化。通過建立UDEC模型，得到酸化前后特厚煤層開采時塑性區(qū)和垂直應力的變化。主要研究內(nèi)容和成果如下：
　?。?）對煌斑巖浸入酸溶液后溶液pH值和電導率值進行實時監(jiān)測，結(jié)果顯示，煌斑巖浸入酸后，溶液中反應可大致分為兩個階段，分別為迅速變化階段：此階段pH值快速上升，電導率值迅速下降，且隨著溶液pH值的降低，此階段有變長的趨勢；緩慢變化階段：在這個階段內(nèi)，pH值緩慢上升，電導率值緩慢降低。
　?。?

4、）通過實驗室實驗對酸化煌斑巖試樣巖石特征和力學性能進行研究，探究煌斑巖酸化前后單軸抗壓，巴西劈裂力學特征，質(zhì)量損失，充分了解酸化煌斑巖特性。結(jié)果顯示，酸化煌斑巖試樣單軸抗壓強度和巴西劈裂強度降低十分明顯，且溶液pH值越小，強度損傷越大，彈性模量損傷越大，質(zhì)量損失越多。
　?。?）通過對酸化煌斑巖試樣進行微觀實驗、元素分析及數(shù)值模擬模型建立，探究煌斑巖酸化前后微觀結(jié)構(gòu)變化，及從數(shù)值模擬方面探究試樣模型的接觸網(wǎng)絡，接觸力鏈變化。結(jié)果顯