ICS73-010 D04 中华人民共和国国家标准 GB/T25217.1—2010 冲 击地压测定、监测与防治方法 第1部分:顶板岩层冲击倾向性分类及 指数的测定方法 Methodsfortest,monitoringandpreventionofrockburst— Part1:Classificationandlaboratorytestmethodonburstingliability ofroofstrata 2010-09-26发布 2011-02-01实施 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局 中国国家标准化管理委员会发布前 言 GB/T25217《冲击地压测定、监测与防治方法》按部分发布,拟分为14个部分: ———第1部分:顶板岩层冲击倾向性分类及指数的测定方法; ———第2部分:煤的冲击倾向性分类及指数的测定方法; ———第3部分:煤岩组合试件冲击倾向性分类及指数的测定方法; ———第4部分:冲击危险性微震监测方法; ———第5部分:冲击危险性地音监测方法; ———第6部分:冲击危险性电磁辐射监测方法; ———第7部分:冲击危险性钻屑法监测方法; ———第8部分:冲击危险性采动应力监测方法; ———第9部分:冲击地压煤层注水防治方法; ———第10部分:冲击地压煤层钻孔卸压防治方法; ———第11部分:冲击地压煤层卸载爆破防治方法; ———第12部分:冲击地压开采保护层防治方法; ———第13部分:冲击地压深孔爆破断裂顶板防治方法; ———第14部分:冲击地压顶板定向水压致裂防治方法。 本部分是GB/T25217的第1部分。 本部分的附录A为规范性附录。 本部分由中国煤炭工业协会提出并归口。 本部分起草单位:煤炭科学研究总院开采设计研究分院。 本部分主要起草人:齐庆新、李纪青、毛德兵、彭永伟、李宏艳、潘俊锋。 ⅠGB/T25217.1—2010 冲击地压测定、监测与防治方法 第1部分:顶板岩层冲击倾向性分类及 指数的测定方法 1 范围 GB/T25217的本部分规定了煤层顶板岩层冲击倾向性分类及指数测定所涉及的术语和定义、顶 板岩层冲击倾向性分类及指数、仪器设备、试件规格、数量和含水状态、测定步骤和数据处理及顶板岩层 冲击倾向性判断。 本部分适用于煤层顶板岩层冲击倾向性分类以及在实验室条件下,能加工出标准试件的煤层顶板 岩层的冲击倾向性指数的测定。 2 规范性引用文件 下列文件中的条款通过GB/T25217的本部分的引用而成为本部分的条款。凡是注日期的引用文 件,其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本部分,然而,鼓励根据本部分达成 协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件,其最新版本适用于本 部分。 GB/T23561.1—2009 煤和岩石物理力学性质测定方法 第1部分:采样一般规定 GB/T23561.3—2009 煤和岩石物理力学性质测定方法 第3部分:煤和岩石块体密度测定方法 GB/T23561.8—2009 煤和岩石物理力学性质测定方法 第8部分:煤和岩石变形参数测定方法 GB/T23561.10—2010 煤和岩石物理力学性质测定方法 第10部分:煤和岩石抗拉强度测定 方法 3 术语和定义 下列术语和定义适用于GB/T25217的本部分。 3.1 岩层冲击倾向性 burstingliabilityofrockstratum 岩层积聚变形能并具有产生冲击破坏的性质。 注1:改写GB/T16414—2008,定义4.13。 3.2 弯曲能量指数 bendingenergyindex 在均布载荷作用下,单位宽度岩梁达到极限跨度时积蓄的变形能。 4 顶板岩层冲击倾向性分类及指数 顶板岩层冲击倾向性分类按弯曲能量指数值的大小分3类,见表1。 表1 顶板岩层冲击倾向性分类及指数 类别 Ⅰ类 Ⅱ类 Ⅲ类 冲击倾向 无 弱 强 弯曲能量指数/kJ UWQS≤15 15<UWQS≤120 UWQS>120 1GB/T25217.1—2010 5 仪器设备 主要仪器设备如下: a) 电液伺服试验机(或刚性试验机),精度应不低于一级; b)钻石机、锯石机、磨石机、磨床; c)游标卡尺,最小分度值为0.02mm; d)万能角度尺、百分表及百分表架; e)天平,最大称量为500g,最小分度值为0.01g; f)水平检测台; g)动态电阻应变仪,工作频率应不小于2000Hz; h)载荷传感器,量程应不小于150kN; i)位移传感器,量程应不大于10mm; j)计算机数据采集处理系统,数据采集频率应不小于10kHz; k)也可采用其他设备和仪器,但精度应不低于本部分的相应规定。 6 试件规格、数量和含水状态 6.1 试件规格、数量 6.1.1 试件取样应符合GB/T23561.1—2009中第5、6、7、8、9各章的规定。 6.1.2 测定抗拉强度的试件规格、数量应符合GB/T23561.10—2010中第5章的规定。 6.1.3 测定块体密度的试件规格、数量应符合GB/T23561.3—2009中第3章或第4章的规定。 6.1.4 测定弹性模量的试件规格、数量应符合GB/T23561.8—2009中第5章的规定。 6.2 试件含水状态 试件制备后,在室温条件下,放在底部有水的干燥器内1d~2d,以保持一定的湿度,但试件不应接 触水面。 7 测定步骤 7.1 抗拉强度 试件抗拉强度的测定步骤按GB/T23561.10—2010中第6章的规定执行。 7.2 块体密度 试件块体密度的测定步骤按GB/T23561.3—2009中第3章或第4章的规定执行。 7.3 弹性模量 试件弹性模量的测定步骤按GB/T23561.8—2009中第8章的规定执行。 8 数据处理 8.1 抗拉强度 试件的抗拉强度按GB/T23561.10—2010中的7.1进行计算。 8.2 块体密度 试件的块体密度按GB/T23561.3—2009中的3.5.4进行计算。 8.3 弹性模量 试件的弹性模量按GB/T23561.8—2009中的8.1.7进行计算。 8.4 上覆岩层载荷计算 上覆岩层载荷自煤层顶板起,自下而上,按式(1)计算: 2GB/T25217.1—2010 q=10-6E1h3 1g(ρ1h1+ρ2h2+…+ρnhn) E1h3 1+E2h3 2+…+Enh3 n………………………(1) 式中: q———单位宽度上覆岩层载荷,单位为兆帕(MPa); Ei(i=1,2,…,n)———上覆各岩层的弹性模量,单位为兆帕(MPa); hi(i=1,2,…,n)———上覆各岩层的厚度,单位为米(m); ρi(i=1,2,…,n)———上覆各岩层的块体密度,单位为千克每立方米(kg/m3); g———重力加速度,单位为牛每千克(N/kg)。 当n+1层对第1层的载荷小于第n层对第1层的载荷时,计算终止,取第n层的计算结果。 8.5 弯曲能量指数计算 8.5.1 单一顶板弯曲能量指数按式(2)计算: UWQ=102.6(Rt)5 2h2 q1 2E…………………………(2) 式中: UWQ———单一顶板弯曲能量指数,单位为千焦(kJ); Rt———岩石试件的抗拉强度,单位为兆帕(MPa); h———单一顶板厚度,单位为米(m); E———岩石试件的弹性模量,单位为兆帕(MPa)。 8.5.2 复合顶板弯曲能量指数按式(3)计算: UWQS=∑n i=1UWQi …………………………(3) 式中: UWQS———复合顶板弯曲能量指数,单位为千焦(kJ); UWQi———第i层弯曲能量指数,单位为千焦(kJ); n———顶板分层数,复合顶板厚度一般取至煤层上顶板30m。 UWQ、UWQi、UWQS计算结果取3位有效数字。 9 顶板岩层冲击倾向性判断 计算出弯曲能量指数后,将计算结果填入记录表内,见附录A。并按表1的规定判断该岩层冲击倾 向性的类别。GB/T25217.1—2010 GB/T25217.1—2010 附 录 A (规范性附录) 顶板岩层冲击倾向性测定记录表 送样单位: 采样地点: 试验日期: 试样名称: 试样编号: 试件含水状态: 分 层 号试件 编号试件描述 测定前测定后试件尺寸 直径×长 mm×mm抗压 强度 MPa抗拉 强度 MPa单位宽度 上覆岩层 载荷 MPa块体 密度 kg/m3弹性 模量 MPa弯曲能 量指数 kJ 顶板岩层冲击倾向性判断结论: 试验: 计算: 校核: 0102 — 1 . 71252T / BG