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申请/专利权人：中国矿业大学

摘要：本发明涉及一种构造煤的定量分类方法，该方法需要对煤样进行筛分操作、单个煤颗粒单轴加载试验、侧限压缩试验。通过对煤样首次筛分操作可以得到其初始粒径分布；采用侧限压缩试验获得试样破碎所需的能量；结合煤样的粒径级配曲线、单个煤颗粒单轴加载试验和侧限压缩试验得出其强度参数。对煤样的粒径级配、破碎能量和强度参数进行均值以及无量纲化处理，再对它们进行求和，最后得到的用于定量鉴别构造煤的煤样分类指标Im，并依据煤样分类指标Im的大小对煤样进行分类与特征说明。本发明提出的构造煤的定量分类方法有效解决了构造煤缺少可以量化的分类标准的问题，且能反映出煤样的力学特性，利于煤矿现场瓦斯分级治理。

主权项：1.一种构造煤的定量分类方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、共采取3.00kg煤样，称出其中2.00kg煤样作为试验试样，将剩余1.00kg煤样当作查存煤样放入广口瓶中密封阴凉保存；从2.00kg煤样的试验试样中称量7份，每份200g的煤样作为侧限压缩试样，共计1.40kg；步骤2、将步骤1配置好的侧限压缩试样平铺至取样盘中，再将取样盘放入烘干装置中，进行温度为30℃，时长为1h的烘干操作；步骤3、通过筛网对经过步骤2操作的侧限压缩试样进行筛选，称量各粒径区间上的煤颗粒质量，得到煤样的初始粒径级配函数，根据其初始的粒径级配函数绘制出其初始的粒径级配曲线；步骤4、按照粒径级配曲线中关于初始破碎势计算的说明，并结合侧限压缩试验的初始粒径级配曲线计算出侧限压缩试样的初始破碎势，再通过对该值取均值能够得到表征试样初始粒径分布情况的无量纲值；步骤5、从试验试样中随机挑选出80-100颗大小不同但延伸率指数和平整度指数均大于0.5的煤颗粒作为单轴加载试样，其中，延伸率指数，平整度指数，为煤颗粒的长轴，为煤颗粒的中轴，为煤颗粒的短轴；步骤6、通过电液伺服试验机对单轴加载试样进行单轴加载试验；试验中应当平稳放置单轴加载试样，并使其中轴与加载方向保持平行，且试验机的加载速率控制在0.03-0.05mmmin之间；记录每个单轴加载试样的粒径以及其破碎时的峰值载荷，并通过计算出煤颗粒的峰值强度，其中；步骤7、采用，对单轴加载试样的粒径与其对应的峰值强度数据进行非线性拟合，求得其中的待求参数，，其中，均为常数，并得到单轴加载试样的峰值强度与其粒径之间的关系表达式；步骤8、将侧限压缩试样放入底面积S为mm²并且底部密封的圆桶型模具中，然后轻微左右晃动模具8-10s，再测量记录试样的高度；步骤9、将模具置于电液伺服试验机的加载平台上，控制形状与模具相吻合的加载头缓慢降入模具中，最后以加载速率为0.05-0.1MPamin对侧限压缩试样进行加载，试验最终载荷应为10MPa；步骤10、对完成加载的侧限压缩试样采用筛网进行筛分，并记录各粒径区间上的煤颗粒质量，绘制出其加载后的粒径级配曲线；依据试样的破碎量和破碎率以及试样初始粒径级配曲线和加载后的粒径级配曲线计算出侧限压缩试样的破碎率，再对侧限压缩试样的破碎率取均值得到反映试样破碎率的，为无量纲量，其中，为试样的初始破碎势，为无量纲量；为试样加载后的破碎势，为无量纲量；步骤11、对侧限压缩试样的载荷位移曲线进行积分，获得侧限压缩试样在轴向应力为10MPa下外界输入的能量，式中为侧限压缩过程中的载荷，单位MPa；为侧限压缩过程中位移，即侧限压缩试样的压缩量，单位m；为侧限压缩试样的总压缩量；步骤12、通过下式计算出煤样分类指标： ，式中：是侧限压缩试验中侧限压缩试样的高度的平均值，单位m；最后根据煤样分类指标的大小根据煤样分类与特征说明表对煤样进行分类；其中煤样分类与特征说明表如下： 。

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百度查询： 中国矿业大学 一种构造煤的定量分类方法