ICS73-010 D04 中华人民共和国国家标准 GB/T25217.2—2010 冲 击地压测定、监测与防治方法 第2部分:煤的冲击倾向性分类及 指数的测定方法 Methodsfortest,monitoringandpreventionofrockburst— Part2:Classificationandlaboratorytestmethodonburstingliabilityofcoal 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2部分。 本部分的附录B、附录C、附录E、附录F为规范性附录,附录A、附录D为资料性附录。 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和煤炭科学研究总院检测研究分院。 本部分主要起草人:齐庆新、李纪青、毛德兵、傅京昱、彭永伟、任勇、蓝航。 ⅠGB/T25217.2—2010 冲击地压测定、监测与防治方法 第2部分:煤的冲击倾向性分类及 指数的测定方法 1 范围 GB/T25217的本部分规定了煤的冲击倾向性分类及指数测定所涉及的术语和定义、煤的冲击倾 向性分类及指数、仪器设备、试件规格、单轴抗压强度测定、动态破坏时间测定、弹性能量指数测定和冲 击能量指数测定。 本部分适用于煤的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/T16414—2008 煤矿科技术语 岩石力学 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/T23561.7—2009 煤和岩石物理力学性质测定方法 第7部分:单轴抗压强度测定及软化系 数计算方法 3 术语和定义 下列术语和定义适用于GB/T25217的本部分。 3.1 煤的冲击倾向性 burstingliabilityofcoal 煤体具有的积聚变形能并产生冲击破坏的性质。 注1:改写GB/T16414—2008,定义4.12。 3.2 动态破坏时间 durationofdynamicfracture DT 煤试件在单轴压缩状态下,从极限强度到完全破坏所经历的时间。 [GB/T16414—2008,定义4.9] 3.3 弹性能量指数 elasticstrainenergyindex WET 煤试件在单轴压缩状态下,当受力达到某一值时(破坏前)卸载,其弹性变形能与塑性变形能(耗损 变形能)之比。 [GB/T16414—2008,定义4.11] 1GB/T25217.2—2010 3.4 冲击能量指数 burstingenergyindex KE 煤试件在单轴压缩状态下,在应力应变全过程曲线中,峰值前积蓄的变形能与峰值后耗损的变形能 之比。 [GB/T16414—2008,定义4.10] 3.5 单轴抗压强度 uniaxialcompressivestrength Rc 在实验室条件下,煤的标准试件在单轴压缩状态下承受的破坏载荷与其承压面面积的比值。 [GB/T23561.7—2009,定义3.1] 4 煤的冲击倾向性分类及指数 煤的冲击倾向性的强弱,一般根据测定的4个指数进行综合衡量。煤的冲击倾向性按其指数值的 大小分3类,见表1。 当DT、WET、KE、Rc的测定值发生矛盾时,其分类可采用模糊综合评判方法,4个指数的权重分别 为0.3、0.2、0.2、0.3。煤的冲击倾向性强弱采用综合判定方法进行判断,4个指数共有81种测试结果, 综合判断结果参见附录A。 表1 煤的冲击倾向性分类 类别 Ⅰ类 Ⅱ类 Ⅲ类 冲击倾向 无 弱 强 指数动态破坏时间/ms DT>500 50<DT≤500 DT≤50 弹性能量指数 WET<2 2≤WET<5 WET≥5 冲击能量指数 KE<1.5 1.5≤KE<5 KE≥5 单轴抗压强度/MPa Rc<7 7≤Rc<14 Rc≥14 5 仪器设备 主要仪器设备如下: a) 材料试验机,精度应不低于1级。加载范围应满足式(1): 1.25Pmax<P0<5Pmax …………………………(1) 式中: P0———材料试验机度盘最大值,单位为千牛(kN); Pmax———预计试件的最大破坏载荷,单位为千牛(kN)。 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) 水平检测台; f) 动态电阻应变仪,工作频率应不小于2000Hz; g) 载荷传感器,量程应不小于150kN; h) 位移传感器,量程应不大于10mm; i) 计算机数据采集处理系统,数据采集频率应不小于10kHz; 2GB/T25217.2—2010 j) 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 6.1 试样采集 试样采集应符合GB/T23561.1—2009中第5章和第6章的规定。 6.2 试件规格 标准试件规格应符合GB/T23561.7—2009中5.1的规定。 6.3 试件加工精度 试件加工精度应符合GB/T23561.7—2009中5.2的规定。 6.4 试件数量 每一种煤样在测定动态破坏时间、弹性能量指数和冲击能量指数时,每个指数的试件应不少于 5个;测定单轴抗压强度时,试件应不少于3个。 6.5 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 单轴抗压强度测定 按GB/T23561.7中的规定测定试件的单轴抗压强度,并计算该组试件的平均单轴抗压强度。将 测试值及平均值填入记录表内,见附录B。 8 动态破坏时间测定 8.1 测定系统 测定煤样动态破坏时间的测试系统见图1。测定也可采用能够绘出动态破坏时间曲线的其他仪 器、仪表。 1———下承压板; 2———球形座; 3———载荷传感器; 4———试件; 5———上承压板; 6———应变仪; 7———数据采集处理系统。 图1 煤样动态破坏时间测试系统示意图 8.2 测定步骤 8.2.1 测定前核对试件分组、试件编号;检查加工精度并测量尺寸,对试件节理、裂隙、含水状态及加工 过程中出现的问题等进行描述,并填入记录表内,见附录C。 8.2.2 启动材料试验机,将载荷传感器、试件置于材料试验机下承压板的球形座上,并使三者轴线重 合,见图1。调整球形座,使试件受力均匀。加载时应加保护罩。 3GB/T25217.2—2010 8.2.3 按各仪器使用方法连接电路,进行预热、调试与检查,使其处于工作状态。 8.2.4 材料试验机以0.5MPa/s~1.0MPa/s的速率加载直至煤样破坏。 8.2.5 测得的信号通过动态电阻应变仪传递给计算机数据采集处理系统,以不小于10kHz频率采集 和储存测试数据。 8.3 数据处理 8.3.1 煤的动态破坏时间由动态破坏时间曲线确定,见图2。将动态破坏时间值填入记录表内,见附 录C。煤的动态破坏时间的整理方法参见附录D。 ED———破坏时间; CD———破坏过程; OC———加载过程。 图2 煤的动态破坏时间曲线 8.3.2 每组试件的平均动态破坏时间(取整数)按式(2)计算: DTs=1 n∑n i=1DTi …………………………(2) 式中: DTs———平均动态破坏时间,单位为毫秒(ms); DTi———第i个试件的动态破坏时间,单位为毫秒(ms); n———每组试件的个数。 8.3.3 计算机数据采集处理系统应根据测得数据,显示每个煤样动态破坏时间曲线,按8.3.1以人工 方式判定每个煤样的动态破坏时间(DT值),系统按式(2)计算该组煤样的平均动态破坏时间值,并以 图表方式打印出每个煤样的动态破坏时间曲线、动态破坏时间(DT值)以及该组煤样的平均动态破坏 时间值。 9 弹性能量指数测定 9.1 测定系统 弹性能量指数测定系统见图3。测定也可采用能够绘出加卸载曲线的其他仪器、仪表。 4GB/T25217.2—2010 1———下承压板; 2———球形座; 3———载荷传感器; 4———试件; 5———上承压板; 6———位移传感器; 7———磁力表架; 8———数据采集处理系统;