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煤的堅(jiān)固性系數(shù)檢測(cè)

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發(fā)布時(shí)間：2025-07-29 01:55:04 更新時(shí)間：2025-07-28 01:55:04

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作者：中科光析科學(xué)技術(shù)研究所檢測(cè)中心

煤的堅(jiān)固性系數(shù)檢測(cè)概述

煤的堅(jiān)固性系數(shù)（簡(jiǎn)稱f值）是評(píng)估煤體抗壓強(qiáng)度的重要指標(biāo)，在煤礦安全、開采工程和地質(zhì)災(zāi)害預(yù)防中具有核心作用。它反映了煤在受力作用下的破壞特性，值越高表示煤體越堅(jiān)固，反之則越易破碎。這一參數(shù)對(duì)預(yù)測(cè)煤與瓦斯突出風(fēng)險(xiǎn)、優(yōu)化巷道支護(hù)設(shè)計(jì)、選擇開采方法等至關(guān)重要。在實(shí)際應(yīng)用中，f值檢測(cè)源于煤的物理力學(xué)性質(zhì)分析，可追溯到地質(zhì)勘探階段，幫助礦業(yè)企業(yè)評(píng)估資源開發(fā)的可操作性和經(jīng)濟(jì)性。隨著煤礦安全法規(guī)的強(qiáng)化，煤堅(jiān)固性系數(shù)的檢測(cè)已成為國(guó)內(nèi)外煤礦行業(yè)的強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目，尤其在突出礦井中，f值的定期監(jiān)測(cè)能顯著降低事故發(fā)生率。本檢測(cè)通常在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下進(jìn)行，需結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)采樣和精密儀器測(cè)試，確保數(shù)據(jù)可靠性和可重復(fù)性。

檢測(cè)項(xiàng)目

煤堅(jiān)固性系數(shù)檢測(cè)的核心項(xiàng)目是測(cè)定煤樣的f值，該值代表煤的抗壓強(qiáng)度（單位：MPa或無量綱值）。具體內(nèi)容包括：煤樣的初始強(qiáng)度測(cè)試、破壞臨界點(diǎn)的壓力記錄、以及f值的計(jì)算分析。此外，項(xiàng)目還涉及煤樣的完整性評(píng)估（如裂隙密度和破壞模式），以全面反映煤體的堅(jiān)固特性。在綜合檢測(cè)中，可能包含相關(guān)衍生參數(shù)，如煤的脆性指數(shù)和抗拉強(qiáng)度，為開采設(shè)計(jì)提供多維數(shù)據(jù)支持。檢測(cè)項(xiàng)目需遵循標(biāo)準(zhǔn)化流程，確保結(jié)果用于煤礦安全生產(chǎn)認(rèn)證和風(fēng)險(xiǎn)管理報(bào)告。

檢測(cè)儀器

進(jìn)行煤堅(jiān)固性系數(shù)檢測(cè)的主要儀器包括萬能材料試驗(yàn)機(jī)（如壓力機(jī)和拉力機(jī)）、堅(jiān)固性系數(shù)測(cè)定儀（專用設(shè)備）以及輔助設(shè)備。具體儀器有：液壓式或電子式壓力試驗(yàn)機(jī)（如INSTRON系列），用于施加垂直壓力；位移傳感器和壓力計(jì)（精度需達(dá)0.1級(jí)），用于記錄煤樣的變形和破壞載荷；數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（如計(jì)算機(jī)軟件），實(shí)時(shí)處理壓力-位移曲線；以及煤樣制備工具（如切割機(jī)和磨床），確保試樣尺寸符合標(biāo)準(zhǔn)要求（通常為直徑50mm、高度100mm的圓柱體）。這些儀器需定期校準(zhǔn)，并通過計(jì)量認(rèn)證，以保證測(cè)試精度和一致性。

檢測(cè)方法

煤堅(jiān)固性系數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)方法采用壓力機(jī)加載法，主要步驟包括：首先，采集井下代表性煤樣，在實(shí)驗(yàn)室中制備成標(biāo)準(zhǔn)尺寸的試件（如GB/T規(guī)定）；其次，將試件置于壓力機(jī)中心，以恒定速率（如1mm/min）施加軸向壓力，直至煤樣破壞；接著，記錄破壞時(shí)的最大載荷P（單位：kN）和試件截面面積A（單位：mm2），計(jì)算抗壓強(qiáng)度σc = P/A；最后，通過公式f = 0.1 × √σc（或類似標(biāo)準(zhǔn)公式）得出f值。全過程需控制環(huán)境溫度（20±2°C）和濕度，并重復(fù)測(cè)試3-5次取平均，以提高可靠性。該方法強(qiáng)調(diào)操作規(guī)范，避免人為誤差，適用于各類煤種（如煙煤、無煙煤）。

檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)

煤堅(jiān)固性系數(shù)檢測(cè)嚴(yán)格遵循國(guó)家或國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，確保測(cè)試結(jié)果的可比性和權(quán)威性。主要標(biāo)準(zhǔn)包括：中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 23561.4-2009《煤和巖石物理力學(xué)性質(zhì)測(cè)定方法第4部分：煤堅(jiān)固性系數(shù)測(cè)定》，該標(biāo)準(zhǔn)詳細(xì)規(guī)定了儀器要求、試樣制備、測(cè)試流程和數(shù)據(jù)處理；以及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)如MT/T 79-2011《煤的堅(jiān)固性系數(shù)測(cè)定方法》。國(guó)際參考標(biāo)準(zhǔn)有ISO 1928:2009（固體燃料相關(guān)測(cè)試），但國(guó)內(nèi)應(yīng)用以GB/T為主。這些標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)調(diào)測(cè)試報(bào)告必須包含f值、破壞載荷和試件尺寸等數(shù)據(jù)，并通過CNAS或CMA認(rèn)證實(shí)驗(yàn)室執(zhí)行。檢測(cè)結(jié)果需符合煤礦安全規(guī)程（如AQ標(biāo)準(zhǔn)），用于開采許可證審批和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估報(bào)告。