煤、巖垮落體的自然安息角受粒徑大小的變化研究

侯樹成

摘要：為了探究煤、巖石散體自然安息角與粒徑的變化關系，本文采用圓筒法對不同粒徑的煤散體做了實驗研究。將四種不同粒徑的煤散體和兩種不同粒徑的巖石散體分別裝入圓筒中，緩慢垂直向上移動圓筒，使散體自然堆落，測量煤散體堆積體的高度h與水平距離l，通過公式計算出安息角的大小。研究表明，煤、巖石散體自然安息角受粒徑的大小呈現出隨粒徑增大，自然安息角逐漸變小的趨勢。

Abstract： In order to explore the relationship between the natural repose angle and particle size of coal and rock bulk， this paper uses the cylindrical method to study the coal loose bodies with different particle sizes. Four kinds of coal particles with different particle sizes and two kinds of rock particles with different particle sizes are respectively loaded into the cylinder， and the cylinder is slowly moved vertically upward to make the bulk pile naturally， and the height h of the coal bulk body is measured. The horizontal distance l is calculated by the formula to calculate the size of the angle of repose. Studies have shown that the natural repose angle of coal and rock bulk is subject to the trend of increasing the particle size and increasing the natural repose angle.

關鍵詞：煤散體；粒徑；安息角

Key words： coal dispersion；particle size；repose angle

中圖分類號：X752 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2018）33-0229-02

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我國煤礦95%以上都是井工開采，當煤礦井下發生瓦斯爆炸、頂板冒落崩塌、沖擊地壓、煤與瓦斯突出等事故，井下作業人員的第一反應就是迅速逃離災害危險區域[1]。根據有關人員統計，當煤礦井下發生事故災害時，在第一現場，瞬間死亡的人數不到10%[2]。死亡原因大多數為救援時間的延長，巖石或煤堵塞了逃生通道，導致無法使用。救援人員到達現場需要一段時間，在這段時間中，井下的氧氣稀少，供應不足，井下被困人員呼吸著有毒有害氣體，在此環境下被困時間過長，會導致窒息或者中毒死亡。當煤礦井下發生礦災礦難致使巷道被巖石堵塞，導致作業人員被困井下，想要盡快救出井下被困人員，就需要時被堵塞的巷道重新恢復使用，而救援巷道的安全快速的形成，會減少被困人員因呼吸有毒氣體中毒身亡或氧氣供應不足窒息死亡。

垮落的圍巖受巷道兩幫巖石限制，受力特征也與破壞前的不同。……