[发明专利]一种基于层理效应的煤冲击倾向性测试方法

说明书

所属技术领域

本发明属于煤岩体力学领域，尤其是一种基于层理效应的煤冲击倾向性测试方法，是对冲击倾向性测试方法的补充，适用于含层理煤的冲击倾向性测试方法。

背景技术

冲击倾向性是判定煤层是否会发生冲击地压的一个重要的衡量指标，是预警和防范冲击地压的基础。如何准确测定煤层的冲击倾向性，就成为一个重要的研究内容。目前对于冲击倾向性的测试一般依据三个指标，分别为动态破坏时间、弹性能量指数、冲击能量指数，但当前的三种测试指标都没有考虑到煤的层理对测试结果的影响。而煤作为一种层理和割理异常发育的岩体，其冲击倾向性深受层理的影响，因此在进行冲击性测试时如果不考虑煤的层理特征，当前的冲击倾向性测试方法会造成了两个较大弊端：一是现场煤层其层理往往复杂多变，进行导致冲击性测试时，即使在同一煤层，由于层理不同，结果也存在较大的离散情况，不能为现场煤层冲击性判定提供准确的参考，二是在测量不同区域不同层理煤样的冲击倾向性时，由于层理不同而导致结果的离散，使得难以认识现场煤层冲击倾向性的规律。因此提出一种基于层理效应的煤冲击倾向性测试方法，不仅可以很好的解决原有测试方法导致实验结果存在较大离散的弊端，而且可以提供一种测量现场煤层不同区域、不同层理角度下的煤冲击倾向性的方法。

因此，有必要寻找一种可以对不同层理角度下煤冲击倾向性进行测试并且可以应用于现场的通用方法，目的是为现场测量煤层不同层理角度下的煤的冲击倾向性提供一整套的方法，解决原有测试方法导致的实验结果存在较大离散的问题，为现场测量煤冲击倾向性提供一种可以考虑层理效应的参考方法。这对煤冲击倾向性的研究及相关工程实践具有重要参考价值

基于以上思想，设计了一种基于层理效应的煤冲击倾向性测试方法。

发明目的

本发明针对现有技术存在的问题，目的是提供一种对不同层理角度下煤冲击倾向性进行测试并且应用于现场的通用方法，实现为现场测量不同区域、不同层理煤样的冲击倾向性提供一种参考方法，最终能准确得到煤层理与冲击特性的关系，以便对现场地质构造原因导致的不同层理角度的煤的冲击特性进行研究，弥补以往没有考虑到煤层理效应导致测量结果不能准确反映煤层冲击性的缺点，该专利对煤岩体力学性质的研究具有重要意义。

附图说明

图1为煤层理调整支架的结构及各部分的名称标识图。

实施方案

一种基于层理效应的煤冲击倾向性测试方法，包括以下步骤：

S101：现场挑选所需测量冲击倾向性区域的典型煤样，并进行打磨加工。

S102：制作煤样层理调整支架。

S103：采用煤样层理调整支架，调整煤样在层理调整支架中的空间位置，制备层理角度为0°、15°、30°、45°、60°、75°，90°的标准煤样试件，每个角度各5个煤样，并编号记录。

S104：将加工好的层理角度为0°的5个煤样按照《煤层冲击倾向性分类及指数的测定方法》进行测试，获得5个煤样的弹性能量指数，取平均值，记为 Y1；同时获得5个煤样的冲击能量指数，取平均值，记为Z1，填入表1。之后依次测出层理特性为15°、30°、45°、60°、75°，90°的弹性能量指数和冲击能量指数，取平均值后得到最终数据Y2、Y3、Y4、Y5、Y6、Y7，并填入表1。

表1不同层理角度弹性能量指数和冲击能量指数的测试结果

S105：打开Origin软件，输入S104步骤所得表1数据，选择多项式拟合工具，拟合得到弹性能量指数Y与层理角度X的关系、冲击能量指数Z与层理角度 X的关系。拟合的函数形式为:

Y＝a₀+a₁X+a₂X₂+a₃X₃+a₄X₄(1)

Z＝b₀+b₁X+b₂X₂+b₃X₃+b₄X₄(2)