地下气化煤层软岩顶板相似材料研究

doi:10.11799/ce201505033

煤炭工程 ›› 2015, Vol. 47 ›› Issue (5): 101-104.doi: 10.11799/ce201505033

地下气化煤层软岩顶板相似材料研究

席建奋,梁杰,梁鲲,王张卿,段永亮,盛训超,田海洋

中国矿业大学（北京）

收稿日期:2014-09-11 修回日期:2014-11-10 出版日期:2015-05-11 发布日期:2015-05-20
通讯作者: 梁杰 E-mail:ucgrc@vip.sohu.com

Study on similar material of soft rock roof for underground coal gasification model experiment

Received:2014-09-11 Revised:2014-11-10 Online:2015-05-11 Published:2015-05-20

摘要/Abstract

摘要： 为了寻找适合煤炭地下气化模型实验软岩顶板的相似材料种类及材料配比，通过岩石力学性质实验获得现场顶板软岩的相关力学参数，并根据相似原理理论，以河砂为骨料、粘土和石膏为胶结物，利用正交实验和全面实验方法分析了不同材料配比下的单轴抗压强度，并与利用相似原理处理的抗压强度进行对比研究，结果表明：石膏对相似材料抗压强度的影响作用显著，且受热易粉化，不适合作为煤炭地下气化模型实验软岩顶板相似材料的胶结物；以河砂和粘土为相似材料原料时，当两者质量比为3∶1时，通过实验测得的单轴抗压强度与经过理论计算获得的抗压强度吻合，可满足模型实验对煤层软岩顶板的力学要求。

关键词: 地下气化, 模型实验, 顶板模拟, 相似材料, 正交实验

Abstract: To explore kinds of similar materials and the materials proportion that suitable for soft rock roof employed in underground coal gasification(UCG) model test, mechanical parameters of soft roof taken form field are obtained by rock mechanics property experiment. Based on similarity principle , river sand are selected as aggregate, with clay and gypsum for cement. Some different ratios of materials are made by means of orthogonal experiment and comprehensive experiment, and the uniaxial strength of similar materials are used to make compare with the uniaxial strength processed by similarity principle. The results show that the gypsum can not serve as a cement for soft rock roof used for UCG model experiment, as the gypsum has a significant influence on the strength of similar materials, and is prone to pulverize under high temperature. While river sand and clay are selected as raw materials for making similar materials, and the uniaxial strength of similar materials made at the river sand/clay ratio of 3:1 is consistent with the uniaxial strength by calculated according to similarity principle, and meet the mechanical requirements of soft roof used for the UCG model experiment.

Key words: underground coal gasification, model experiment, roof simulation, similar materials, orthogonal experiment

中图分类号:

TD844

席建奋，梁杰，梁鲲，王张卿，段永亮. 地下气化煤层软岩顶板相似材料研究[J]. 煤炭工程, 2015, 47(5): 101-104.

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