突出煤相似材料实验：型煤配比与力学特性分析

"该研究由戴林超发表在《矿业安全与环保》期刊上，探讨了突出型煤的配比及力学特性的实验方法。通过分析不同黏结剂种类、成型压力对突出型煤力学特性的影响，以及煤粉与水泥质量比、水灰比对型煤性能的作用，为煤与瓦斯突出模拟材料的制作提供了科学依据。" 本文主要关注的是煤与瓦斯突出现象中的一个重要研究对象——突出型煤。突出型煤是模拟煤层中真实煤体的一种材料，用于研究和预测煤与瓦斯突出这一严重矿山灾害。在实验研究中，选取煤粉、黏结剂（如高强度硅酸盐水泥）和水作为基本原料，通过调整配比和成型条件来制备具有特定力学性能的型煤。 黏结剂种类的选择对型煤的力学特性有显著影响。实验结果显示，当需要制备高强度型煤时，高强度硅酸盐水泥作为黏结剂配合20 MPa的成型压力，可以得到理想的结果。这表明黏结剂的强度和类型在决定型煤整体强度上起着关键作用。 同时，煤粉与水泥的质量比和水灰比也是决定型煤性能的重要因素。随着煤粉比例的增加，型煤的单轴抗压强度和弹性模量降低，而水灰比的增加则会提高这两个参数。这种变化趋势表明，在制备过程中需要找到合适的煤粉与水泥的比例以及适宜的水分含量，以确保型煤既有足够的强度，又有良好的弹性。 通过正交试验设计，研究者系统地分析了这些变量之间的相互作用，并得出了型煤配比的多元线性回归经验方程。这个方程为实际操作提供了理论指导，使得在实验室条件下可以更精确地控制型煤的力学特性，从而更好地模拟实际矿井中的煤体行为。 此外，本研究还强调了这些实验结果对于煤矿安全的重要性，因为了解和控制突出型煤的力学特性有助于预防和控制煤与瓦斯突出事故，提升矿山的安全水平。该研究的成果也为未来类似材料的研发提供了基础数据和技术支持。 关键词涉及的领域包括煤与瓦斯突出、型煤的制作工艺、黏结剂选择、配比优化、成型压力控制、正交试验法以及力学性能测试，这些都是进行煤矿安全研究不可或缺的技术环节。通过这类科学研究，可以不断改进和完善煤矿的安全防护措施，减少因煤与瓦斯突出引发的灾难性事故。