煤岩的物理机械性质

9.破碎特性 所截获的煤岩块度，不仅与采掘机械的结构和截割参 数有关，也取决于煤岩被截割时不同的破碎特性。 破碎特性指数还可以用于煤尘生成能力的分组。 10.截割可碎性 截割可碎性是评价截割时煤层的可破碎性，可定义为：
0.38 A R= B +1
6．截割阻抗 利用专用设备，采用标准刀具（截割刃宽度为20㎜，截 角为40度，后角10度）对煤岩进行截割测试，求得单位截割 深度作用于刀具上的截割阻力值即为截割阻抗（又叫抗截强 度或截割阻力系数）。 7.摩擦与磨蚀性 煤岩磨损钢铁和硬质合金的烈度称为磨蚀性，它是煤岩 对金属、硬质合金和其他固体磨蚀能力的度量。 8.蠕变与松弛 煤岩体在长时间持续不变化的载荷作用下，其变形增加 的过程称为煤岩体的蠕变。 煤岩体在一定的载荷作用下保持其变形量为常数而应力 下降的现象，称为煤岩体的松弛。
1．强度 煤岩体在一定条件下受外力作用开始破坏时所具有的极 限应力值称为煤岩的强度。由于煤岩为非均质材料，各向异 性，其抗压、抗剪和抗拉强度(分别用σ y 、 σ j 和 σ l 表示) 在数值上大约有如下关系：
σ y : σ j : σ l = 1: 0.3 : 0.1
层理和节理发育的煤岩体，其强度要低于层理和节理不 发育的煤岩体；沿垂直层方向的强度要高于平行层理方向的 强度。 2．硬度 煤岩的硬度是指煤岩抵抗尖锐工具侵入的性能，它反映 煤岩体在较小的局部面积上抵抗外力作用而不被破坏的能力。 其大小取决于煤岩体的结构、组成颗粒的硬度及形状和排列 方式等。硬度越大，截割、钻凿越困难。
3．松散性 松散性是指煤岩被破碎后，其容积增大的性能。破碎 后与破碎前煤岩的容积之比称为煤岩的松散比(或称松散 系数)。 4．稳定性． 煤岩的稳定性是指煤岩暴露出自由面以后，不致塌陷 的性能。
二、煤岩的机械性质
煤岩的机械性质是指煤岩体受到机械施加的外力时所 表现的性质。在破碎煤岩时，可借助于煤岩的机械性质选 择对煤岩体作用力的形式、破岩工具的种类和形状等。因 此，采用机械法破岩时，了解煤岩的机械性质尤为重要。 煤岩的机械性质主要是指强度、硬度、接触强度、弹 塑性和脆性、坚硬度、截割阻抗、摩擦与磨蚀性等。
5．坚固性 坚固性是一种表示煤岩破碎难易程度的综合指标。 普氏用坚固性系数(又称普氏系数)来表示煤岩的坚固性大 小。可以通过采样、捣碎、筛分、量筒测高的方法来求得工 作面煤岩的坚固性系数，也可以根据煤岩的极限抗压强度的 大小近似地确定。
f =
σy
300
+
σy
30
对于具有不同坚固性系数的岩石，应选用与之相适应的破 碎方法和采掘机械。
第一篇 第一章 煤岩的物理机械性质
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采掘机械的工作对象是煤和岩石，为了合理地设计、制造 和选用采掘机械，必须对煤和岩石的物理机械性质有所了解。
一、煤岩的物理性质
煤岩的物理性质主要是指容重、湿度、松散性、孔隙性、 导电性和热胀性以及稳定性等，其中与采掘密切相关的有以下 几种： 1．容重 煤岩的容重是指单位体积煤岩在干燥状态下的重量(质 量)。它在很大程度上反映了煤岩的机械强度。 2．湿度 煤岩的湿度用其含水率表示。含水率是指在煤岩的缝隙中 存留的水的重量与煤岩固体重量之比。含水率高的煤岩体，结 构被弱化，其强度明显降低。采掘这样的煤岩时，功率消耗会 明显降低，而且粉尘也将减少。但巷道的围岩易产生变形，巷 道维护的难度增加。
3．接触强度 接触强度 Ph 可按n次下压测压头上的载荷值 (岩石材料 脆性破坏的瞬间压头的载荷，单位为N)与压头下表面积S(单 位 mm 2 )之比来确定 n
Ph =
∑p
i =1
i
MPa
ns
4．弹性、塑性与脆性 弹性：即当撤消所受外力后，煤岩恢复原来形状和体积 的性能。 塑性：即当作用于煤岩体上的外力消失后，其形状和体 积不能得到恢复的性能。 脆性：即煤岩被破碎时不带残余变形的性能。