矿大《矿山压力与岩层控制》实验指导书

《矿山压力及其控制》实验指导书

中国矿业大学（徐州）

采矿工程实验室

学生实验守则

一、每次实验前必须做好复习和预习。复习的内容为教科书上有关本次实验的教学内容；预习内容包括仔细阅读实验指导书和去实验室熟悉有关仪器设备。

二、经过预习应掌握该项实验的意义、目的、操作步骤。对实验指导教师提出的检查性问题，应能回答，否则不得进行实验。

三、实验时态度应严肃认真，严格按教师及实验指导书上所讲的操做步骤进行实验，每台设备应按操作则进行，以免损坏设备或造成事故。

四、实验结束后，应在规定时间内提交实验报告。实验报告必须独立完成。书写、计算、制图要求公式、计算过程、单位齐全、清晰整齐。实验成绩是期终考核成绩的一部分。

五、如实验结果未能达到要求或因故未做实验者，应申请补做实验，实验室同意后，在指定日期内进行补做。

实验一单体支柱工作性能实验

1.实验目的

1.掌握单体液压支柱工作特性试验方法；

2.绘制支柱特性曲线，了解单体液压支柱工作特性；

3.学会YE-2000液压式压力试验机正确操作方法。

2.实验设备、材料及工具

1.YE-200TA液压试验机1台；

2.WZ14-30/100单体液压支柱1根；

3.DY-63型液压油泵1台；

4.D-Ⅲ型顶板动态仪1台；

5.老虎钳1把；

6.铁丝4-5米。

3.实验步骤

1.将单体液压支柱放在试验机上放在试验机下承压板上中心，用铁丝绕支柱成“8”

字型捆牢，调整试验机的上承压板位置与支柱接触；

2.选择试验机500 KN度盘，挂上相应的摆砣；

3.启动试验机，使试验机托轮离开轨道约10mm左右，再调整试验机上承压板位置；

4.将注液抢与液压泵联接，并与支柱接通，启动液压泵，缓缓打开注液枪的注液阀向支柱下腔注液，使活柱上升初力达到70KN左右时，停止注液；

5.安装顶板动态仪，调整顶板动态仪与支柱平行，记录下初读数；

6.缓缓打开送油阀，以20KN/min的速度均匀加载，每隔20KN读一次读数，直到支柱的额定载荷，加载过程中载荷和压缩量填入表1；

7.当支柱加载达到额定载荷时应立即停止加载，关闭送油阀,打开回油阀，使下承压板降至原来位置，可操纵操作手把打开支柱卸载阀，活柱在自重的作用下复位；

8.实验重复进行3次，实验人员轮流操作进行。

四、绘制支柱工作特性曲线

根据上面实验获得的资料，以纵坐标为载荷（KN），横坐标为活柱下缩量（mm）绘制支柱工作特性曲线，单体液压支柱工作特性曲线如图1。

P P P /K N

△S /mm

△S 1—增阻阶段的可缩量； △P-恒阻时波动液压值

图1-2 单体液压支柱特曲线

实验2 相似材料的配比试验

一、实验目的

1. 掌握相似材料配比试验过程；

2.了解影响相似材料强度的主要因素；

3.学会测定标准试块的单轴抗压强度；

3.了解矿山压力相似材料模型的制作及试验研究方法。 二、实验设备、材料及工具

1.模块规格100 mm ×100 mm ×100mm1套；

2.台秤1台；

3.岩石力学伺服试验机1台；

4.烘箱；

5.细纱、碳酸钙、石膏、硼砂、水；

6.披灰刀、铁锨。 三、实验步骤

1. 根据标准模具体积，计算出每组3块标准试块的总重，可按下式计算：

G =kV 1*Υ

式中：G -制作试块材料总重量，kg/m 3； k -损失系数，一般为1.2～1.3；

V 1-单个试块体积，m 3； Υ-标准试块的容重，kg/m 3。

根据配比号，以配比号（737）为例，砂胶比为7：1，即A:B:(1-B ），再计算出各组分的重量，既砂子、碳酸钙(轻质Caco 3)、石膏、硼砂、水的含量填入表2，各组分材料所需要重量计算按下式计算：

砂 子： G A A

W 11+=

碳酸钙： G A B

W 12+=

石 膏： G A B

W ⋅+-=

1

13 水 ： 1.0)(3214⨯++=W W W W 硼 砂： 001.045⨯=W W 式中：

式中：A-砂子的份额；B-胶结物的份额；

2. 根据每组配比号所需的各种材料重量计算表，严格在台秤上秤取砂子、碳酸钙、石膏的重量，并放在一起搅拌均匀。同时将秤好重量的硼砂，放入称好重量的水中，待融化后加入搅拌料中，进一步搅拌，将干料搅拌成均匀的湿料；

3. 将湿料分3～4次均匀地加入试模中，并逐次逐个捣实试模，待湿料凝固后将试块缓慢地进行脱模，然后在试块上标注材料的配比号，在室内养护3-7天；

4.将养护好的试样在台秤上秤出每组试件的总重量，计算出每组相似材料的平均容重。

5.将试样在试验机上进行单轴压缩试验，求出每组相似材料的平均抗压强度。

四. 实验要求

1.每班分2-3组，每组制作一种砂胶比。

2.抗压强度实验采用的试块，为上一组同学制作。

3.实验后两周内提交实验报告。