江政贵,彭志伟,马媛,毛礼鑫

• 1:江苏地质矿产设计研究院
• 2:中国煤炭地质总局煤系矿产资源重点实验室

摘要(Abstract)：

以禹州煤田煤田5种典型沉积岩（泥岩、砂质泥岩、细砂岩、中砂岩、灰岩）为研究对象，共制备84组试样，系统开展单轴抗压强度、抗拉强度、抗剪强度及纵波波速测试，并分析动、静弹性模量的相关性，建立该煤田煤系岩石纵波波速与力学参数的定量关联。结果表明：煤系岩石动弹性模量与纵波波速呈强指数正相关，总体拟合度为0.89；动、静弹性模量服从二次多项式关系，总体拟合度为0.68，除细砂岩外其余岩性相关性较为显著；纵波波速与抗压强度呈良好线性正相关，相关系数介于0.75～0.85，同种岩性中砂质泥岩抗压、抗拉强度高于泥岩，中砂岩高于细砂岩；黏聚力与纵波波速总体呈线性正相关，拟合度为0.74，其中泥岩、中砂岩、灰岩相关性较好，砂质泥岩与细砂岩相关性较弱；灰岩虽具有高波速与高抗拉强度特征，但两者无明显相关关系。

关键词(KeyWords)： 煤系岩石;纵波波速;动弹性模量;静弹性模量;抗压强度;抗拉强度;黏聚力

Abstract:

Keywords:

基金项目(Foundation): 中国煤炭地质总局科技项目“全国煤与煤系资源分质分级清洁高效利用能力研究与综合信息平台建设”(ZMKJ-2025-ZX04-02)

作者(Author): 江政贵,彭志伟,马媛,毛礼鑫

参考文献(References)：

• [1]任猛，王如江，陈翠刚，等.岩石与岩体性质的相关性研究[J].矿业研究与开发，2021, 41(2):100-103.
• [2]孟召平，刘常青，贺小黑，等.煤系岩石声波速度及其影响因素实验分析[J].采矿与安全工程学报，2008, 25(4):389-393.
• [3]王贵宾，杨春和，郭应同，等.川东北地区岩石纵波速度分布特征和影响因素的试验研究[J].岩石力学与工程学报，2011(S1):2834-2842.
• [4]张慎河，彭苏萍，刘玉香.含煤地层裂隙岩石声波速度特征试验研究[J].山东科技大学学报（自然科学版），2006, 25(1):28-31.
• [5]史謌，杨东全.岩石波速和孔隙度、泥质含量之间的关系研究[J].北京大学学报（自然科学版），2001(3):379-384.
• [6]孟召平，彭苏萍，张慎河.不同成岩作用程度砂岩物理力学性质三轴试验研究[J].岩土工程学报，2003, 25(2):140-143.
• [7]王敏生，李祖奎.测井声波预测岩石力学特性的研究与应用[J].采矿与安全工程学报，2007(1):74-78,83.
• [8]张金晗，王勤.砂岩和页岩弹性波性质的实验研究进展[J].地球物理学进展，2024, 39(1):141-161.
• [9]张逸凌.三种典型岩石的高温高压波速研究[D].北京：中国地震局地震预测研究所，2023.
• [10]张逸凌，刘雷，杜建国.高温高压下岩石波速研究进展[J].地球物理学进展，2023, 38(5):1999-2022.
• [11]何炼.含水率对岩石声波特性的影响及其分析软件开发[D].湖南湘潭：湘潭大学，2022.
• [12]梁书锋，方士正，韦贵华，等.高温作用后硅质砂岩力学性能试验[J].郑州大学学报（工学版），2021, 42(3):87-92.
• [13]马中高，朱立华，张卫华，等.雷州半岛南部玄武岩岩石物理特征[J].石油学报，2020, 41(6):702-710.
• [14]李连江.渤海湾盆地惠民凹陷火成岩岩石力学特征及其测井计算方法研究[J].石油天然气学报，2012, 34(2):212-217.
• [15]贾俊，李昌，王亮，等.纵、横波速度识别火成岩气、水层影响因素实验研究[J].油气藏评价与开发，2018, 8(5):8-13.
• [16]郑贵平，赵兴东，刘建坡，等.岩石加载过程声波波速变化规律实验研究[J].东北大学学报（自然科学版），2009, 30(8):1197-1200.
• [17]李洁.岩石声学特性影响因素的实验研究[D].山东东营：中国石油大学，2008.
• [18]孟召平，彭苏萍，傅继彤.含煤岩系岩石力学性质控制因素探讨[J].岩石力学与工程学报，2002, 21(1):102-106.
• [19]孙丽.论述岩石抗拉强度与单轴抗压强度两者之间的联系[J].农业科技与信息，2012(14):48-49.
• [20]中国水电顾问集团成都勘测设计研究院，水电水利规划设计总院，中国电力企业联合会.工程岩体试验方法标准：GB/T 50266—2013[S].北京：中国计划出版社，2013.
• [21]煤炭科学技术研究院有限公司，煤炭科学研究总院有限公司，中煤科工研究院有限公司.煤和岩石物理力学性质测定方法第11部分：煤和岩石抗剪强度测定方法：GB/T 23561.11—2010[S].北京：中国标准出版社，2010.
• [22]王如江，任猛，刘劲松，等.岩石波速与强度参数的相关性研究[J].矿业研究与开发，2021, 41(9):87-91.
• [23]孟召平，张吉昌，TIEDEMANN J.煤系岩石物理力学参数与声波速度之间的关系[J].地球物理学报，2006(5):1505-1510.
• [24]王开林.神东矿区弱胶结砂岩的宏细观结构及力学特征研究[D].河南焦作：河南理工大学，2018.