王印,杨廷军,宁树正,王自国,朱利岗,黄佳威,薛欣宇,王安民

• 1:枣庄矿业(集团)有限责任公司蒋庄煤矿
• 2:中国煤炭地质总局勘查研究总院
• 3:矿山透明地质与数字孪生技术国家矿山安监局重点实验室
• 4:中国矿业大学(北京)地球科学与测绘工程学院

摘要(Abstract)：

蒋庄煤矿广泛发育正断层，断裂带内煤层变形严重，导致其力学性质和孔隙结构发生改变，影响着煤矿的安全高效开采。在蒋庄煤矿北十采区工作面揭露的正断层破碎带及其上、下盘采取煤及顶板岩石样品，运用纳米压痕实验准确测定其力学性质，通过二氧化碳及氮气吸附实验求得煤中孔隙特征，在此基础上探讨力学性质对煤中孔隙结构的影响。结果显示，蒋庄煤矿断层上、下盘的煤的平均弹性模量分别为5.96GPa和5.99 GPa，平均硬度分别为0.52 GPa和0.49 GPa，相差不大，而断层带内煤的平均弹性模量和平均硬度分别为5.40 GPa和0.43 GPa，明显低于断层上、下盘煤样。同样的，断层带内煤的顶板砂岩硬度急剧降低，其平均值为0.52 GPa，远低于断层上、下盘煤的顶板砂岩硬度。正断层使得煤中微孔体积增大、介孔体积减少，煤中微孔孔径主要分布在0.5～0.8 nm的范围中，而介孔孔径主要分布在3～5 nm的范围内。煤的弹性模量、硬度与煤的总孔体积和介孔体积均成正比，而平均硬度与微孔体积呈现出负相关关系。同时，平均弹性模量、平均硬度均与比表面积呈正相关、与微孔比表面积呈负相关。说明煤的弹性模量、硬度等力学性质越强，煤中微孔含量越低，介孔含量越高。

关键词(KeyWords)： 正断层;破碎带;煤的力学性质;孔隙结构

Abstract:

Keywords:

基金项目(Foundation): 枣庄矿业（集团）有限责任公司科技项目（SNZB-ZKJTD20226-0300）;; 中国矿业大学（北京）大学生创新训练项目（202302026）

作者(Author): 王印,杨廷军,宁树正,王自国,朱利岗,黄佳威,薛欣宇,王安民

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