水化学作用下致密煌斑岩的蚀损结构特性研究

发布时间：2024-04-02 01:17

　　煌斑岩侵入煤层时会发生变质、硅化,使煤层在垂直向上由原来单一的正常煤形成了包含煌斑岩、硅化煤、混合煤和正常煤等多种成分的复杂结构,造成煤层分布不稳定、不规则、杂乱无章、毫无规律。煌斑岩侵入区域岩石块度大、强度高,采煤机组和掘进机组截割效率低且产生大量粉尘,生产过程中采煤与运煤难度较大,工人的劳动强度增加,生产环境及安全情况较差而且采煤效率比较低。目前,开采煌斑岩侵入区域的煤层主要使用直接硬过、搬家跳采和开掘绕巷等三种方法,但存在着开采困难、工作量大和采煤效率低等问题,由于煌斑岩比较致密,打眼爆破非常困难,且爆破后岩块难以控制,存在重大的安全隐患,因此软化法直接过煌斑岩侵蚀是最好的选择。实践表明注水软化法对工作面直接过煌斑岩侵蚀区、陷落柱区域效果不明显。在水中添加化学离子能否提高煌斑岩的软化效率,是个值得思考的课题。通过对采自大同东周窑煤矿煤层侵蚀区域的煌斑岩试样,进行矿物成分分析,发现其包含碳酸盐和石英等矿物成分,基于此,提出了使用不同PH值的酸碱化学溶液软化煌斑岩方法。本文对不同PH值化学溶液作用下煌斑岩的质量损失、单轴抗压强度的变化规律进行研究,并通过对化学溶液作用下煌斑岩矿物成分...

【文章页数】：94 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 化学腐蚀软化致密煌斑岩的思路
        1.2.1 化学软化法在快速掘进中的应用
        1.2.2 化学软化法在回采前的应用
    1.3 国内外研究现状
        1.3.1 煌斑岩研究现状
        1.3.2 水化学溶液对岩石物理力学特性的影响
        1.3.3 化学溶液对岩石微观结构影响
    1.4 本文研究内容
第二章 化学溶液侵蚀下煌斑岩物理力学特性研究
    2.1 引言
    2.2 实验概述
        2.2.1 试样特征
        2.2.2 岩样制备与实验仪器
    2.3 实验结果与分析
        2.3.1 煌斑岩在化学溶液浸泡过程中的反应情况
        2.3.2 浸泡前后试样的质量变化
        2.3.3 溶液作用前后试样的单轴抗压强度
    2.4 本章小结
第三章 化学溶液腐蚀对煌斑岩矿物成分的影响
    3.1 X射线衍射简介
    3.2 实验概述
        3.2.1 试验样品及仪器
        3.2.2 实验过程
        3.2.3 XRD衍射结果处理方法
    3.3 化学溶液对煌斑岩的矿物成分影响
        3.3.1 天然煌斑岩的矿物成分
        3.3.2 不同PH值化学溶液作用后煌斑岩的矿物成分
        3.3.3 化学溶液作用下矿物含量分析
    3.4 本章小结
第四章 化学溶液作用下煌斑岩微观结构变化规律
    4.1 扫描电镜简介
    4.2 试验概述
        4.2.1 试验设备
        4.2.2 试样制备和试验过程
    4.3 化学溶液作用前后煌斑岩微观结构变化
        4.3.1 煌斑岩天然试样微观结构
        4.3.2 化学溶液作用后试样微观结构
        4.3.3 不同化学溶液对煌斑岩微观结构的影响
    4.4 化学溶液作用前后煌斑岩的能谱分析
    4.5 本章小结
第五章 化学溶液腐蚀对煌斑岩孔隙结构的影响
    5.1 CT扫描简介
    5.2 实验设备及试样
        5.2.1 实验设备
        5.2.2 试样制备
    5.3 CT扫描结果分析
        5.3.1 CT图像分析
        5.3.2 实验前后孔隙结构变化
    5.4 本章小结
第六章 结论与展望
    6.1 主要结论
    6.2 不足与展望
参考文献
致谢
攻读硕士期间的学术成果与参加科研项目情况



本文编号：3945592