[發(fā)明專(zhuān)利]液氮對(duì)含水煤樣裂隙結(jié)構(gòu)累積損傷作用的試驗(yàn)方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610028726.5
• 申請(qǐng)日: 2016-01-11
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105606482A
• 公開(kāi)（公告）日: 2016-05-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李和萬(wàn);王來(lái)貴;趙國(guó)超;潘紀(jì)偉;陳強(qiáng);李鑫;張春會(huì);劉向峰;任彥錦;鄭帥;張陽(yáng)
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 遼寧工程技術(shù)大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G01N5/00
• 分類(lèi)號(hào): G01N5/00;G01N21/84;G01N29/07;G01N3/08
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

1.一種液氮對(duì)含水煤樣裂隙結(jié)構(gòu)累積損傷作用的試驗(yàn)方法，其特征在于， 包括以下步驟：

(1)制作煤樣

選取原生裂隙少、層理清晰的阜新盆地長(zhǎng)焰煤制成煤樣，并將煤樣進(jìn)行烘 干及飽和處理，制得至少三組飽和含水率不同的煤樣備用；

(2)液氮浸泡

(2.1)不同飽和度煤樣的單周期液氮浸泡

選擇上述步驟(1)中不同飽和含水率的煤樣各一組，并將各組煤樣浸泡 液氮后室溫放置，作為單周期液氮浸泡試驗(yàn)；

(2.2)多周期液氮循環(huán)浸泡煤樣

在相同煤樣飽和含水率條件下采用多周期循環(huán)液氮浸泡，將每個(gè)周期煤樣 浸泡液氮后室溫放置，再進(jìn)行補(bǔ)償飽和度；

(3)稱(chēng)重

稱(chēng)量每次飽和后煤樣增重，并算出煤樣內(nèi)部裂隙容積變化量；

(4)鏡像形貌

利用顯微鏡觀(guān)察煤樣液氮浸泡試驗(yàn)前后表面的裂隙擴(kuò)展情況，測(cè)量出裂隙 增長(zhǎng)量；

(5)聲波測(cè)速

對(duì)比液氮浸泡試驗(yàn)前后聲波在煤樣中的傳播速度，計(jì)算出聲波傳播衰減速 率，以表征煤樣整體裂隙情況；

(6)煤樣單軸抗壓強(qiáng)度測(cè)量

對(duì)完成液氮循環(huán)浸泡試驗(yàn)但是卻沒(méi)有破壞的煤樣試件進(jìn)行單軸壓縮試驗(yàn)， 記錄下煤樣試件單軸壓縮過(guò)程中的各項(xiàng)數(shù)據(jù)的變化；

(7)試驗(yàn)結(jié)果分析及結(jié)論

對(duì)不同飽和含水率煤樣液氮浸泡效果和周期循環(huán)液氮浸泡煤樣試驗(yàn)結(jié)果 進(jìn)行分析并得出結(jié)論。

2.如權(quán)利要求1所述的液氮對(duì)含水煤樣裂隙結(jié)構(gòu)累積損傷作用的試驗(yàn)方 法，其特征在于：所述步驟(1)具體是選擇一塊煤樣烘干得到干燥煤樣，記 為I型煤樣；再選擇另一塊煤樣進(jìn)行飽和處理，進(jìn)行多次稱(chēng)重，直至煤樣為飽 和度100％試樣，記為III型煤樣；再選擇一塊煤樣，重復(fù)I型煤樣的前處理， 根據(jù)III型煤樣增重百分比獲得飽和度50％煤樣，記為II型煤樣。

3.如權(quán)利要求2所述的液氮對(duì)含水煤樣裂隙結(jié)構(gòu)累積損傷作用的試驗(yàn)方 法，其特征在于：將原煤利用巖石切割機(jī)切成50×50×50mm表面平整的正方 體煤樣，并將正方體煤樣在烘干箱中于80℃烘干20h后獲得干燥煤樣，再利用 微型氣泵和真空不銹鋼罐進(jìn)行飽和處理，每0.5h進(jìn)行稱(chēng)重。

4.如權(quán)利要求2所述的液氮對(duì)含水煤樣裂隙結(jié)構(gòu)累積損傷作用的試驗(yàn)方 法，其特征在于：所述步驟(2.1)是將選擇I型、II型、III型煤樣利用2.5L鋼 膽保溫桶進(jìn)行液氮浸泡試驗(yàn)，煤樣浸泡4h，室溫放置20h，以進(jìn)行單周期液氮 浸泡試驗(yàn)。

5.如權(quán)利要求1所述的液氮對(duì)含水煤樣裂隙結(jié)構(gòu)累積損傷作用的試驗(yàn)方 法，其特征在于：所述步驟(2.2)中每個(gè)周期煤樣都是浸泡液氮4h，室溫放 置20h。

6.如權(quán)利要求1所述的液氮對(duì)含水煤樣裂隙結(jié)構(gòu)累積損傷作用的試驗(yàn)方 法，其特征在于：所述步驟(3)是用天平電子秤稱(chēng)量每次飽和后煤樣增重， 再根據(jù)以下公式(1-1)換算煤樣內(nèi)部裂隙容積變化量ΔV；

上述公式(1-1)中，ΔV為煤樣內(nèi)部裂隙容積變化量，單位為cm³；M₁為 飽和后煤樣的質(zhì)量，單位為g；M₀為煤樣的原始質(zhì)量，單位為g；ρ_水為水的 密度，單位為g/cm³。