煤层不同地质结构相似材料配比实验研究

摘要

为研究煤岩层与隐蔽地质异常体地球物理响应特征,本文基于矿井工作面煤岩层结构设计,构建煤岩隐蔽致灾异常体实体1∶1大型物理模型进行模拟实验。采用煤粉、砂石、水泥等材料通过正交试验方法对新元矿的煤层、顶底板、陷落柱和断层等进行相似材料配比与制作工艺实验以及物性参数实验测试,并将获得的波速、电阻率、介电常数等物性参数实验数据与原煤样及现场综合探测结果对比分析,最终确定物理模型各地质构造单元的最优施工配比;煤层模拟选用煤粉、砂和水泥含量分别为55%、10%和25%;顶板选择砂胶比为3,石膏水泥比为2∶8的配比;底板选择砂胶比为2.5,石膏水泥比为3∶7的配比;陷落柱选用砂57.5%、煤10%、石膏4.5%、水泥18%的实验配比。研究结果为实验室矿井探测装备技术实验平台建设提供数据支撑。