煤系地层常见岩石力学参数
煤系地层常见岩石力学参数
0.63
0.145
0.39
0.34
30
0.2
粉砂岩
2650
14.38
8.05
5.98
0.20
15.3
45.4
11.9
5
表土
1860
0.046
0.0383
0.0177
0.3
0.016
27
基层土
1760
0.018
0.0125
0.0071
0.26
0.019
23
6
砂质泥岩（IV类）
2560
2.661
8.5
2790
38.45
20.14
16.27
0.18
3.8
43
6.75
2800
28.85
16.04
12.02
0.2
3.47
43
4.96
2800
28.85
16.04
12.02
0.2
3.47
43
4.96
2597
27
15.28
11.2
0.21
3.1
42
3.48
2586
33.4
18.02
14.02
0.19
3.8
2510
19.5
10.83
8.13
0.2
3.75
38
1.84
2460
19.5
10.83
8.13
0.2
2.75
38
1.84
2630
9.1
5
3.8
0.2
6
35
2.5
2665
常用的岩土和岩石物理力学参数
(E v) •与(K. G)的转换关系如下:3(1-2v)G = ------------ (7.2)2(1+ v)当v 值接近0.5的时候不能盲目的使用公式3.5,因为汁算的K 值将会非常的高，偏离 实际值很多。
最好是确左好K 值(利用压缩试验或者P 波速度试验估计)，然后再用K 和v 来计算G 值。
表7」和7.2分别给出了岩土体的一些典型弹性特性值。
各向异性弹性特性一一作为各向异性弹性体的特姝情况，横切各向同性弹性模型需要 5中弹性常量：E], E 3, V 12, VI 3和On ；正交％向异性弹性模型有9个弹性模量E h E 2,E 3, V12, V13, V23,G12,G13 GlJo 这些常量的定义见理论篇。
均质的节理或是层状的岩仃一般表现出横切各向同性弹性特性。
一些学者已经给出了 用各向同性弹性特性参数、巧理刚度和空间参数来表示的弹性常数的公式。
表3.7给出了 各向异性岩石的一些典型的特性值。
1 / 10页岩66.849.50」70.2125.3大理石6&650.20.060.2226.6花岗岩10.7 5.20.200.41 1.2流体弹性特性一一用于地F水分析的模型涉及到不可压缩的土粒时用到水的体积模量K…如果土粒是可压缩的，则要用到比奥模量M o纯净水在室温情况下的K「值是2 Gpa Q 其取值依赖于分析的目的。
分析稳态流动或是求初始孔隙压力的分布状态（见理论篇第三章流体■固体相互作用分析），则尽量要用比较低的Kr,不用折减。
这是由于对于大的K（流动时间步长很小，并且，力学收敛性也较差。
在FLAC3D中用到的流动时间步长,△"与孔隙度m渗透系数k以及心有如下关系：(7.3)对于可变形流体（多数课本中都是将流体设左为不可压缩的）我们可以通过获得的固结系数C,来决定改变&的结果。
(7.4)英中1m|z = -------------K + 4G/3 k = k /f其中，k—一FLAC3D使用的渗透系数k一一渗透系数，单位和速度单位一样（如米/秒）r r——水的单位重量考虑到固结时间常量与G，成比例，我么可以将K（的值从英实际值（2xlOSd）减少，利用上面得表达式看看其产生的误差。
煤系地层常见岩石力学参数
24
7-1煤
1370
27
7煤
1400
20
8-1煤
1420
20
9煤
1400
20
III煤
1470
39
II煤
1540
39
IV煤
1500
39
煤
1400
1
28
煤
1430
1
28
煤
1420
20
软煤
1300
30
硬煤
1851
42
砂岩
砂岩
2487
40
2580
25
42
2350
5
35
2350
35
2300
33
2550
9
35
2520
35
2446
35
1
2417
35
2549
35
2520
35
2550
30
3
2600
32
2600
32
4
37
中细砂岩
2721
中细砂岩
2977
粗砂岩
2560
5
34
2890
2700
40
砂页岩
2600
2
37
2
2660
5
35
泥岩
泥岩
2461
30
2483
32
2891
1
2699
39
2768
2650
29
2650
6
29
2250
2437
30
2545
30
煤系地层常见岩石力学参数之欧阳道创编
2.01
0.32
1.25
32
0.15
泥岩
2483
17.7
9.97
7.35
0.204
1.2
32
0.58
粉砂岩
2460
19.5
10.83
8.13
0.2
3.75
38
1.84
砂岩
2580
25.0
12.22
10.79
0.159
2.5
42
3.6
砂质泥岩
2530
10.85
5.12
4.73
0.147
2.45
40
2.01
粉砂岩
2460
19.5
10.83
8.13
0.2
2.75
38
1.84
2
中砂岩
2580
5.99
3.3
2.5
0.20
4.0
37
1.2
土层
1960
0.25
0.28
0.093
0.35
0.85
25
0.35
细砂岩
2540
4.01
2.7
1.6
0.25
2.0
35
1.0
煤
1400
0.99
0.85
0.38
0.31
38
1.84
2680
10.08
5.6
4.2
0.2
8
38
3.5
2460
19.5
10.83
8.13
0.2
3.75
38
1.84
2460
19.5
煤系地层常见岩石力学参数
24
7-1煤
1370
27
7煤
1400
20
8-1煤
1420
20
9煤
1400
20
III煤
1470
39
II煤
1540
39
IV煤
1500
39
煤
1400
1
28
煤
1430
1
28
煤
1420
20
软煤
1300
30
硬煤
1851
42
砂岩
砂岩
2487
40
2580
25
42
2350
5
35
2350
35
2300
33
2550
9
35
2650
41
2690
41
2650
40
粉砂岩
2460
38
2680
8
38
2460
38
2460
38
2630
5
6
35
2665
2650
2730
8
2160
10
4
细砂岩
2873
42
2540
2
35
1
3258
42
2570
9
2790
43
2800
43
2800
43
2597
27
42
2586
43
中粗砂岩
2630
22
36
中砂岩
2580
常见岩层力学参数
组号
岩石名称
容重d/ (kg/m3)
煤矿岩石力学参数
弹性模量E 体积模量K/GPa剪切模量G/GPa 摩擦角/GPa K=E/(3(1-2v))G=E/(2(1+v))/°粉砂岩246019.510.838.130.2 2.7538泥岩24618.75 6.08 3.470.26 1.230砂质泥岩2510 5.425 2.56 2.360.147 2.1636细砂岩287333.421.0113.520.235 3.242砂岩248713.5 5.97 6.010.123 2.064013煤1380 5.3 4.91 2.010.32 1.2532泥岩248317.79.977.350.204 1.232粉砂岩246019.510.838.130.2 3.7538砂岩25802512.2210.790.159 2.542砂质泥岩253010.85 5.12 4.730.147 2.4540粉砂岩246019.510.838.130.2 2.7538中砂岩2580 5.99 3.3 2.50.2437土层19600.250.280.0930.350.8525细砂岩2540 4.01 2.7 1.60.25235煤14000.990.850.380.31128粗砂岩25607.07 4.2 2.90.22534砂页岩26008.14 5.1 3.30.23237粉砂岩26309.15 3.80.2635煤1430 1.210.460.3 1.228砂页岩岩26608.51 5.7 3.40.25535粉砂268010.08 5.6 4.20.2838中粗砂岩263036.118.7220.26812.136破裂带介质13200.9130.6560.360.1780.07230粉砂岩266512.2 6.27 5.190.1811.544.5硬煤1851 2.2 1.050.9560.15 1.8842软煤13000.40.630.1450.390.3430粉砂岩265014.388.05 5.980.215.345.4表土18600.0460.03830.01770.30.01627基层土17600.0180.01250.00710.260.019236砂质泥岩（IV 类）2560 2.661 2.22 1.020.30.7331中细粉砂岩2721 5.2 3.47 2.080.25 5.237.6泥岩2891 2.6 2.1710.3 1.339.4细砂岩3258 3.51 2.01 1.450.21 2.442泥岩2699 3.61 2.86 1.40.29 2.839煤14200.50.460.190.320.820中细砂岩2977 5.89 2.89 2.540.16 3.240.9泥岩27683.41.72 1.450.17 1.840.7内聚力/MPa 12组号岩石名称容重d/(kg/m 3)泊松比v3457泥岩265012.27.82 4.920.24 6.829砂岩235012.58.3350.258.935II 煤1540 1.74 1.450.670.3 2.539泥岩265012.88.21 5.160.24629砂岩235013.28.8 5.280.258.635砂质泥岩25011.77.5 4.720.247.529III 煤1470 1.33 1.30.50.33 2.839砂岩230013.28.8 5.280.258.533IV 煤1500 1.5 1.470.560.33 2.639砂岩255013.59 5.40.258.235粗砂岩289021.115.298.310.2712.430.6泥岩2250 5.8 4.39 2.270.28 4.925.211-2煤1420 4.2 2.5 1.720.22 2.1129.5粉砂岩27308 4.3 3.360.197.132.912-1煤1820 3.8 1.92 1.620.17 1.8924.2细砂岩25709 6.25 3.570.269.231.412-2煤1460 3.2 1.67 1.360.18 2.327.8粉砂岩216010 6.6740.2510.232.1顶板26005 3.3320.250.8530细砂岩279038.4520.1416.270.18 3.843砂质泥岩252014.5310.76 5.70.27 1.18358-1煤1420 2.4 1.90.930.290.220砂质泥岩244614.5310.76 5.70.27 1.1835砂质泥岩241714.5310.76 5.70.27 1.18357-1煤1370 3.15 2.8 1.20.310.627砂质泥岩254914.5310.76 5.70.27 1.1835泥岩2437 6.9 4.3 2.80.230.7306-1煤1390 2.320.880.310.4224泥岩25458.11 5.8 3.20.27 1.230细砂岩280028.8516.0412.020.2 3.4743粗砂岩270015.297.35 6.630.15 3.0440细砂岩280028.8516.0412.020.2 3.47435-2煤1410 2.12 1.730.820.30.1820细砂岩25972715.2811.20.21 3.1425-1煤1410 2.12 1.730.820.30.1820细砂岩258633.418.0214.020.19 3.843砂质泥岩25207.88 4.9 3.20.23 1.1835泥岩2567 6.9 4.3 2.80.230.7304-1煤1460 2.43 2.120.930.310.524泥岩2463 6.39 3.94 2.60.230.6830底板岩层2463 6.39 3.94 2.60.230.6830砂岩2650 4.35 2.9 1.740.259.5417煤14001.492.080.540.381.2208910砂质泥岩2550 3.45 2.61 1.350.287.630砂岩2690 5.61 3.35 2.30.2210.7419煤1400 1.49 2.080.540.38 1.220砂岩2650 4.76 3.05 1.920.2410.240砂质泥岩2600 3.84 2.91 1.50.287.832石灰岩280010.69 5.57 4.530.1811.438砂质泥岩2600 3.84 2.91 1.50.287.832 11石灰岩280010.69 5.57 4.530.1811.438抗拉强度/MPa1.84 0.6050.751.291.130.150.581.843.62.011.841.20.3510.51.522.50.62.63.57.81.770.211.92.811.152.162.480.013.73.3613.1 3.8 2.6 10.2 1.9 8.5 2.3 9.7 1.22 6.75 1.17 0.28 1 1.640.41.31 1.8 0.33.254.96 4.34 4.96 0.2 3.48 0.25.13 1.8 1.68 0.35 0.98 0.98 4.21 0.643 4.96 0.64 4.8 3.65 6.7 3.65 6.7。
煤系地层常见岩石力学参数
煤系地层常见岩石力学参数
煤系地层常见岩石力学参数包括：
1. 抗压强度（Compressive strength）：煤的抗压强度指的是煤
岩石在受到垂直外力作用下，能够承受的最大压力。
煤的抗压强度通常为几兆帕至几十兆帕。
2. 抗剪强度（Shear strength）：煤的抗剪强度指的是煤岩石在
受到剪切力作用下的抵抗能力。
煤的抗剪强度通常较低，一般为几百千帕至几兆帕。
3. 弹性模量（Elastic modulus）：煤的弹性模量指的是煤岩石
在外力作用下产生弹性变形的能力。
煤的弹性模量较低，通常为几千兆帕至几十兆帕。
4. 应变硬化指数（Strain hardening index）：煤的应变硬化指
数描述了煤岩石在应变增大时的抵抗形变的能力。
煤的应变硬化指数一般较低。
5. 断裂韧度（Fracture toughness）：煤的断裂韧度描述了煤岩
石在受到外力作用下发生断裂的抗力。
煤的断裂韧度较低，一般为几十千帕·米之间。
6. 孔隙压力（Pore pressure）：煤岩石中的孔隙中的流体压力。
煤岩石中由于煤的吸湿性，孔隙中通常存在一定的水蒸气或液体水，对煤岩石的力学性质有一定的影响。
这些参数可以用于描述和分析煤系地层中的岩石力学性质，对采矿、地下工程等方面具有重要意义。
煤系地层常见岩石力学参数之欧阳数创编
0.30
0.18
20
0.2
细砂岩
2586
33.40
18.02
14.02
0.19
3.8
43
5.13
砂质泥岩
2520
7.88
4.9
3.2
0.23
1.18
35
1.8
泥岩
2567
3.8
11-2煤
1420
4.2
2.50
1.72
0.22
2.11
29.5
2.6
粉砂岩
2730
8.0
4.30
3.36
0.19
7.1
32.9
10.2
12-1煤
1820
3.8
1.92
1.62
0.17
1.89
24.2
1.9
细砂岩
2570
9.0
6.25
3.57
0.26
9.2
31.4
8.5
12-2煤
1460
3.2
2.8
39
砂岩
2300
13.2
8.80
5.28
0.25
8.5
33
IV煤
1500
1.5
1.47
0.56
0.33
2.6
39
砂岩
2550
13.5
9.00
5.40
0.25
8.2
35
9
粗砂岩
2890
21.1
15.29
8.31
0.27
12.4
30.6
13.1
泥岩
2250
5.8
煤岩地层岩石的力学特性分析(初稿)
煤岩地层岩石的力学特性分析摘要：煤岩地层岩石的力学特性包括变形特征和强度特征。
本文对煤岩的力学特性进行了系统的分析，探讨了岩石试件在各种载荷作用下的变形规律和开始破坏时的最大应力（强度极限）以及应力与破坏之间的关系，为煤矿的开采和煤层气的开发提供理论依据。
关键词：煤岩力学特性变形特征强度特征1、煤岩的结构构造特征岩石的组成成分、结构构造特征造成了岩石物质成分的非均质性、物理力学性质的各向异性和结构构造的不连续性。
这是区别于其他力学材料的最突出特征，而煤岩层的这些特征尤为显著。
煤岩的非均质性和各向异性突出表现在其组成成分在同一煤层中纵向（垂直层理）和横向不同方向和深度上的差异，以及在其生成过程中所形成的明显层状构造和孔隙结构所体现出的差异。
通常煤岩中存在有两组近于垂直的割理，主要裂隙组面割理发育较完善延伸可至数百米，而端割理发育在面理之间，沟通了面割理。
两组割理与层理面近于垂交或陡角相交。
由于煤岩层状构造发育，空隙结构特殊，构造作用对后期的改造或产生裂隙，都充分体现出了煤岩结构构造的不连续性。
2、煤岩地层岩石的强度特征2．1单轴压缩条件下煤岩的强度特征对鲍店矿3煤31个煤样和新河矿3煤48个煤样在MTS815.03岩石伺服试验机上采用s15-⨯的轴向应变加载速度进行10mm/单轴压缩试验(加载方向均垂直于煤层层面),得出的详细力学参数见论文第3章表.33和.34,结果汇总在表4.1中。
煤岩强度较低且离散性大的原因除与试验条件、取样制样技术等外在因素有关外,第2章的研究结果表明,主要与其微组分、微孔隙裂隙、微结构等内在因素有关。
对煤岩单轴抗压强度的试验结果表明,煤岩强度与其容重、空隙率、含水率、煤体结构以及煤岩变质程度等有关。
具体来讲,煤块的单轴抗压强度随其容重的增加而增加;随其孔隙率的增加而减小;煤体节理裂隙越发育,其强度越低;受火成岩影响,煤的变质程度越高,其强度越高。
2．2三轴压缩条件下煤样的强度特征岩石在三轴压缩条件下的最大承载能力称三轴极限强度或三轴压缩强度氏,恒定围压下岩样破坏后,应力应变曲线中不随压缩变形增大而变化的轴向应力称残余强度氏。
煤系地层常见岩石力学参数之欧阳术创编
1.36
0.18
2.3
27.8
2.3
粉砂岩
2160
10.0
6.67
4.00
0.25
10.2
32.1
9.7
10
顶板
2600
5.00
3.33
2.0
0.25
0.85
30
1.22
细砂岩
2790
38.45
20.14
16.27
0.18
3.8
43
6.75
砂质泥岩
2520
14.53
10.76
5.7
0.27
1.18
1.2
0.31
0.6
27
0.4
7煤
1400
1.49
2.08
0.54
0.38
1.2
20
0.64
8-1煤
1420
2.4
1.9
0.93
0.29
0.2
20
0.28
9煤
1400
1.49
2.08
0.54
0.38
1.2
20
0.64
III煤
1470
1.33
1.3
0.5
0.33
2.8
39
II煤
1540
1.74
1.45
泊松比v
内聚力/MPa
摩擦角
/°
抗拉强度/MPa
煤
11-2煤
1420
4.2
2.5
1.72
0.22
2.11
29.5
2.6
12-1煤
1820
3.8
煤系地层常见岩石力学参数之欧阳文创编
0.30
0.18
20
0.2
细砂岩
2586
33.40
18.02
14.02
0.19
3.8
43
5.13
砂质泥岩
2520
7.88
4.9
3.2
0.23
1.18
35
1.8
泥岩
2567
6.90
4.3
2.8
0.23
0.7
30
1.68
4-1煤
1460
2.43
2.12
0.93
0.31
0.5
24
0.35
泥岩
2463
泊松比v
内聚力/MPa
摩擦角
/°
抗拉强度/MPa
煤
11-2煤
1420
4.2
2.5
1.72
0.22
2.11
29.5
2.6
12-1煤
1820
3.8
1.92
1.62
0.17
1.89
24.2
1.9
12-2煤
1460
3.2
1.67
1.36
0.18
2.3
27.8
2.3
13煤
1380
5.3
4.91
2.01
0.32
2463
6.39
3.94
2.6
0.23
3.8
11-2煤
1420
4.2
2.50
1.72
0.22
2.11
29.5
2.6
粉砂岩
2730
8.0
4.30
3.36
煤系地层常见岩石力学参数之欧阳法创编
内聚力/MPa
摩擦角
/°
抗拉强度/MPa
煤
11-2煤
1420
4.2
2.5
1.72
0.22
2.11
29.5
2.6
12-1煤
1820
3.8
1.92
1.62
0.17
1.89
24.2
1.9
12-2煤
1460
3.2
1.67
1.36
0.18
2.3
27.8
2.3
13煤
1380
5.3
4.91
2.01
0.32
1.84
泥岩
2461
8.75
6.08
3.47
0.26
1.2
30
0.605
砂质泥岩
2510
5.425
2.56
2.36
0.147
2.16
36
0.75
细砂岩
2873
33.4
21.01
13.52
0.235
3.2
42
1.29
砂岩
2487
13.5
5.97
6.01
0.123
2.06
40
1.13
13煤
1380
5.3
40
2.01
粉砂岩
2460
19.5
10.83
8.13
0.2
2.75
38
1.84
2
中砂岩
2580
5.99
3.3
2.5
0.20
4.0
37
1.2
土层
1960
0.25
常用岩石力学参数
4.12~70.6 9.81~2.75
内摩擦角 抗弯强度
E
（Φ）
K
3(1 2 )
16~40 28~35 11~60
G 4.71~5.96
E
2 (1 )
1.96~29.4
35~45 4.90~14.7
46
2.45~44.1 c n tan
9.81~15.2
32~70 4.12~58.8
部分岩石的天然容重
岩石名称
花岗岩 闪长岩 辉长岩 斑岩 玢岩 辉绿岩 粗面岩 安山岩 玄武岩 凝灰岩 凝灰角砾岩 注：本表引 自《岩石力 学与工程》 蔡美峰主编 科学出版社 出版
天然容重（γ） 岩石名称
/KN·m-3
23.0-28.0 砾岩
25.2-29.6 石英砂岩
25.5-29.8 硅质胶结砂岩
78.5~137
4.9~12.7
0.20~0.35 0.17~0.36
39.2~24598.1~1 11.4~15.3
3497~245
3.92~28.4
98.1~147
9.81~14.7
0.10~0.35
147~294
7.61~39.2
196~245
0.2~0.35 0.2~0.35 0.12~0.27
27.0-27.4 砂岩
24.0-28.6 25.3-29.7 23.0-26.7 23.0-27.0 25.0-31.0 22.9-25.0 22.0-29.0
坚固的页岩 砂质页岩 页岩 硅质灰岩 白云质灰岩 泥质灰岩 灰岩
天然容重（γ）
岩石名称
/KN·m-3
24.0-26.6 新鲜花岗片麻岩
26.1-27.0 角闪片麻岩
煤系地层常见岩石力学参数
22
36
中砂岩
2580
4
37
中细砂岩
2721
中细砂岩
2977
粗砂岩
2560
5
34
2890
2700
40
砂页岩
2600
2
37
2
2660
5
35
砂岩
2487
40
13煤
1380
32
泥岩
2483
32
粉砂岩
2460
38
砂岩
2580
42
砂质泥岩
2530
40
粉砂岩
2460
38
2
中砂岩
2580
37
土层
1960
25
细砂岩
2540
35
煤
1400
28
粗砂岩
2560
34
砂页岩
2600
37
粉砂岩
2630
35
煤
1430
28
砂页岩岩
2660
35
粉砂
2680
38
3
中粗砂岩
43
砂质泥岩
2520
35
泥岩
2567
30
4-1煤
1460
24
泥岩
2463
30
底板岩层
2463
30
11
砂岩
2650
41
7煤
1400
20
砂质泥岩
2550
30
砂岩
2690
41
9煤
1400
20
砂岩
2650
40
煤系地层常见岩石力学参数
10.0
6.67
4.00
0.25
10.2
32.1
9.7
10
顶板
2600
5.00
3.33
2.0
0.25
0.85
30
1.22
细砂岩
2790
38.45
20.14
16.27
0.18
3.8
43
6.75
砂质泥岩
2520
14.53
10.76
5.7
0.27
1.18
35
1.17
8-1煤
1420
2.40
1.9
0.93
常见岩层力学参数【1】
组号
岩石名称
容重d/ (kg/m3)
弹性模量E
/GPa
体积模量K/GPa
K=E/(3(1-2v))
剪切模量G/GPa
G=E/(2(1+v))
泊松比v
内聚力/MPa
摩擦角
/°
抗拉强度/MPa
1
粉砂岩
2460
19.5
10.83
8.13
0.2
2.75
38
1.84
泥岩
2461
8.75
6.08
2.22
1.02
0.3
0.73
31
7
中细粉砂岩
2721
5.20
3.47
2.08
0.25
5.2
37.6
2.81
泥岩
2891
2.60
2.17
1.0
0.30
1.3
39.4
1.15
细砂岩
3258
煤系地层常见岩石力学参数
2567
30
4-1煤
1460
24
泥岩
2463
30
底板岩层
2463
30
11
砂岩
2650
41
7煤
1400
20
砂质泥岩
2550
30
砂岩
2690
41
9煤
1400
20
砂岩
2650
40
砂质泥岩
2600
32
石灰岩
2800
38
砂质泥岩
2600
32
石灰岩
2800
38
常见岩层力学参数分类汇总
类别
岩石名称
容重d/ (kg/m3)
1320
30
4
粉砂岩
2665
硬煤
1851
42
软煤
1300
30
粉砂岩
2650
5
表土
1860
27
基层土
1760
23
6
砂质泥岩（IV类）
2560
31
7
中细粉砂岩
2721
泥岩
2891
细砂岩
3258
42
泥岩
2699
39
煤
1420
20
中细砂岩
2977
泥岩
2768
8
泥岩
2650
29
砂岩
2350
35
II煤
1540
39
泥岩
2650
29
砂岩
2350
35
砂质泥岩
250
29
III煤
1470
39
煤系地层常见岩石力学参数
36
破裂带介质
1320
30
4
粉砂岩
2665
硬煤
1851
42
软煤
1300
30
粉砂岩
2650
5
表土
1860
27
基层土
1760
23
6
砂质泥岩（IV类）
2560
31
7
中细粉砂岩
2721
泥岩
2891
细砂岩
3258
42
泥岩
2699
39
煤
1420
20
中细砂岩
2977
泥岩
2768
8
泥岩
2650
29
砂岩
2350
43
砂质泥岩
2520
35
泥岩
2567
30
4-1煤
1460
24
泥岩
2463
30
底板岩层
2463
30
11
砂岩
2650
41
7煤
1400
20
砂质泥岩
2550
30
砂岩
2690
41
9煤
1400
20
砂岩
2650
40
砂质泥岩
2600
32
石灰岩
2800
38
砂质泥岩
2600
32
石灰岩
2800
38
常见岩层力学参数分类汇总
2630
22
36
中砂岩
2580
4
37
中细砂岩
2721
中细砂岩
2977
粗砂岩
2560
常用岩石力学参数
粘聚力 C
内摩擦角 φ
弹模E
泊松 比μ
/MPa
/˚
/GPa
3 ~ 8 > 55 > 25 < 0.2
1.2 ~ 3
45 ~ 55
15 ~ 25
0.2 ~ 0.25
0.4 ~ 1.2 35 ~ 45
4 ~ 15
0.25 ~ 0.3
0.1 ~ 0.4 25 ~ 35
0.8 ~3
0.3 ~ 0.4
< 0.1
< 30
< 1 > 0.4
一些煤系地 层层面力学 参数的参考
值
粘聚力 C /MPa
内摩擦角 φ
切向刚度 系数KS
法向刚 度系数
KN
/˚
/MPa /MPa
0.2
30
24.5
981
0.1
25
14.7
588
0.1
25
14.7
588
煤矿锚固材料基本性能
锚杆常用材料及其性能
屈服强度/Mpa 极限强度/Mpa 延伸率(%)
50
14.7~74.5
52~58
岩体类型 I II III IV V
层面两侧岩石
石灰岩与煤层 煤层与页岩交互
层 页岩交互层与砂
岩
表 备注
整体性好可不支护
料石碹亦可支护 刚性支护轻微破坏 刚性支护破坏很大 围岩变形有稳定期 围岩变形无稳定期
中国煤矿锚固材料基本性能 表1:锚杆常用材料及其性能
材质
部标代号 直径(mm)
钢筋类别
钢号 代号
Ⅰ
3号 Q235 YB171-69 6-40
Ⅱ
16锰 16Mn YB171-69
煤系地层常见岩石力学全参数
0.19
3.8
43
5.13
砂质泥岩
2520
7.88
4.9
3.2
0.23
1.18
35
1.8
泥岩
2567
6.90
4.3
2.8
0.23
0.7
0.25
8.5
33IV煤1500151.470.56
0.33
2.6
39
砂岩
2550
13.5
9.00
5.40
0.25
8.2
35
9
粗砂岩
2890
21.1
15.29
8.31
0.27
12.4
30.6
13.1
泥岩
2250
5.8
4.39
2.27
0.28
4.9
25.2
3.8
11-2煤
1420
4.2
2.50
1.72
8.0
38
3.5
3
中粗砂岩
2630
36.1
18.7
22.0
0.268
12.1
36
破裂带介质
1320
0.913
0.656
0.36
0.178
0.072
30
4
粉砂岩
2665
12.20
6.27
5.19
0.18
11.5
44.5
7.8
硬煤
1851
2.20
1.05
0.956
0.15
1.88
42
1.77
软煤
1300
0.40
0.63
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0.24
6
29
2250
5.8
4.39
2.27
0.28
4.9
25.2
3.8
2437
6.9
4.3
2.8
0.23
0.7
30
1.8
2545
8.11
5.8
3.2
0.27
1.2
30
3.25
2567
6.9
4.3
2.8
0.23
0.7
30
1.68
2463
6.39
3.94
2.6
0.23
0.68
30
0.98
砂质泥岩
14.02
0.19
3.8
43
5.13
砂质泥岩
2520
7.88
4.9
3.2
0.23
1.18
35
1.8
泥岩
2567
6.90
4.3
2.8
0.23
0.7
30
1.68
4-1煤
1460
2.43
2.12
0.93
0.31
0.5
24
0.35
泥岩
2463
6.39
3.94
2.6
0.23
0.68
30
0.98
底板岩层
2463
8.2
35
2650
4.35
2.9
1.74
0.25
9.5
41
4.21
2690
5.61
3.35
2.3
0.22
10.7
41
4.96
2650
4.76
3.05
1.92
0.24
10.2
40
4.8
粉砂岩
2460
19.5
10.83
8.13
0.2
2.75
38
1.84
2680
10.08
5.6
4.2
0.2
8
38
3.5
2460
7.8
32
3.65
石灰岩
2800
10.69
5.57
4.53
0.18
11.4
38
6.7
常见岩层力学参数分类汇总
类别
岩石名称
容重d/ (kg/m3)
弹性模量E
/GPa
体积模量K/GPa
K=E/(3(1-2v))
剪切模量G/GPa
G=E/(2(1+v))
泊松比v
内聚力/MPa
摩擦角
/°
抗拉强度/MPa
煤
11-2煤
1420
4.2
2.5
1.72
0.22
2.11
29.5
2.6
12-1煤
1820
3.8
1.92
1.62
0.17
1.89
24.2
1.9
12-2煤
1460
3.2
1.67
1.36
0.18
2.3
27.8
2.3
13煤
1380
5.3
4.91
2.01
0.32
1.25
32
0.15
4-1煤
1460
2.43
2.12
0.93
0.19
7.1
32.9
10.2
2160
10
6.67
4
0.25
10.2
32.1
9.7
细砂岩
2873
33.4
21.01
13.52
0.235
3.2
42
1.29
2540
4.01
2.7
1.6
0.25
2
35
1
3258
3.51
2.01
1.45
0.21
2.4
42
2.16
2570
9
6.25
3.57
0.26
9.2
31.4
0.54
0.38
1.2
20
0.64
8-1煤
1420
2.4
1.9
0.93
0.29
0.2
20
0.28
9煤
1400
1.49
2.08
0.54
0.38
1.2
20
0.64
III煤
1470
1.33
1.3
0.5
0.33
2.8
39
II煤
1540
1.74
1.45
0.67
0.3
2.5
39
IV煤
1500
1.5
1.47
0.56
0.50
0.46
0.19
0.32
0.8
20
0.01
中细砂岩
2977
5.89
2.89
2.54
0.16
3.2
40.9
3.7
泥岩
2768
3.40
1.72
1.45
0.17
1.8
40.7
3.36
8
泥岩
2650
12.2
7.82
4.92
0.24
6.8
29
砂岩
2350
12.5
8.33
5.00
0.25
8.9
35
II煤
2483
17.7
9.97
7.35
0.204
1.2
32
0.58
2891
2.6
2.17
1
0.3
1.3
39.4
1.15
2699
3.61
2.86
1.4
0.29
2.8
39
2.48
2768
3.4
1.72
1.45
0.17
1.8
40.7
3.36
2650
12.2
7.82
4.92
0.24
6.8
29
2650
12.8
8.21
0.31
0.5
24
0.35
5-1煤
1410
2.12
1.73
0.82
0.3
0.18
20
0.2
5-2煤
1410
2.12
1.73
0.82
0.3
0.18
20
0.2
6-1煤
1390
2.3
2
0.88
0.31
0.42
24
0.3
7-1煤
1370
3.15
2.8
1.2
0.31
0.6
27
0.4
7煤
1400
1.49
2.08
5
34
1.5
2890
21.1
15.29
8.31
0.27
12.4
30.6
13.1
2700
15.29
7.35
6.63
0.15
3.04
40
4.34
砂页岩
2600
8.14
5.1
3.3
0.23
2
37
2
2660
8.51
5.7
3.4
0.25
5
35
2.6
泥岩
泥岩
2461
8.75
6.08
3.47
0.26
1.2
30
0.605
0.22
2.11
29.5
2.6
粉砂岩
2730
8.0
4.30
3.36
0.19
7.1
32.9
10.2
12-1煤
1820
3.8
1.92
1.62
0.17
1.89
24.2
1.9
细砂岩
2570
9.0
6.25
3.57
0.26
9.2
31.4
8.5
12-2煤
1460
3.2
1.67
1.36
0.18
2.3
27.8
2.3
粉砂岩
1540
1.74
1.45
0.67
0.3
2.5
39
泥岩
2650
12.8
8.21
5.16
0.24
6.0
29
砂岩
2350
13.2
8.80
5.28
0.25
8.6
35
砂质泥岩
250
11.7
7.50
4.72
0.24
7.5
29
III煤
1470
1.33
1.30
0.50
0.33
2.8
39
砂岩
2300
13.2
8.80
5.28
2510
8.5
2790
38.45
20.14
16.27
0.18
3.8
43
6.75
2800
28.85
16.04
12.02
0.2
3.47
43
4.96
2800
28.85
16.04
12.02
0.2
3.47
43
4.96