[发明专利]一种煤体与锚固剂界面粘结强度测试方法

权利要求书

1.一种煤体与锚固剂界面粘结强度测试方法，其特征在于：包括以下步骤：

(一)制作煤基体(1)：在现场取煤样，并根据现场煤体赋存状态将煤体压制成煤基体(1)，同时在煤基体(1)中间形成直径与钻孔相等的圆形通孔(2)，该煤基体(1)为实验所需的尺寸；

(二)放入弹性圆柱体(3)后注入锚固剂：封堵通孔(2)下端面，将一表面涂有润滑油的弹性圆柱体(3)放入在煤基体(1)中间的通孔(2)中，该弹性圆柱体(3)内部中空可充气、充气前的直径小于通孔(2)直径，将锚固剂搅拌均匀后，快速注入通孔(2)与弹性圆柱体(3)的缝隙中，同时边注边捣实，让锚固剂与通孔(2)内壁充分接触，使锚固剂形成与煤基体(1)高度相等的空心锚固剂柱体(4)；

(三)加压条件下待锚固剂生效：在所述通孔(2)上端面中间留出为弹性圆柱体(3)充气的孔隙的前提下，封堵通孔(2)上端面，对弹性圆柱体(3)进行充气，在保持一定气压的情况下放置煤基体(1)待锚固剂完全生效；

(四)置换弹性圆柱体(3)：将通孔(2)中的弹性圆柱体(3)取出，再放入与该弹性圆柱体(3)直径及高度相等的第一刚性圆柱体(6)，封堵通孔(2)两端，所述煤基体(1)、所述锚固剂柱体(4)和所述第一刚性圆柱体(6)形成试件，其中煤基体(1)和锚固剂柱体(4)之间接触的界面即为要测试的煤体与锚固剂界面(5)；

(五)粘结力测试：在步骤(四)中制成的试件外侧套上弹性套筒(7)，然后将试件放置在伺服压力机(10)上的垫板(9)上，调整煤基体(1)位置使压头(8)对准锚固剂柱体(4)，开始降低所述压头(8)，并实时监测压力数据，直至试件中的锚固剂柱体(4)与煤基体(1)完全脱离，实验结束；其中，所述垫板(9)中间有与所述通孔(2)大小一样的孔、煤基体(1)上的通孔(2)与该垫板(9)上的孔对齐、垫板(9)厚度不小于锚固剂柱体(4)与煤基体(1)完全分离时的相对位移，所述压头(8)为直径与所述锚固剂柱体(4)直径相等的柱体；

(六)对采集的实验数据进行处理，计算出煤体与锚固剂界面(5)粘结强度，其粘结强度值为粘结界面最大承受载荷与煤体与锚固剂界面(5)面积的比值。

2.根据权利要求1所述的一种煤体与锚固剂界面粘结强度测试方法，其特征在于：所述步骤(一)中的煤基体(1)压制步骤为：

A、现场取样：在现场取煤样，同时记录该煤样的埋深H；

B、煤样坚固性系数f₁测定：将步骤A中取的煤样按照国标《煤的坚固性系数测定方法(GB/T23561.12-2010)》测定其坚固性系数f₁；

C、型煤制作：①、利用成型压力公式计算相应的标准圆柱尺寸的成型压力，标准圆柱试样尺寸为D×h＝50mm×100mm，成型压力公式为：P＝πr²·γH，其中D为标准圆柱尺寸直径，h为标准圆柱尺寸高度，r为标准圆柱尺寸半径，γ为煤层上覆岩层容重，H为所述煤样埋深；②、用上述步骤计算出的成型压力P，将在步骤A中取得的破碎的煤样压制成具有标准圆柱试件尺寸的型煤，采用的压力为P，保压时间为t；③、对型煤进行烘干；

D、型煤坚固性系数f₂测定：测试根据步骤C中制作的型煤试件的单轴抗压强度P₀，并根据单轴抗压强度P₀与坚固性系数f₂之间的关系，即f₂＝P₀/10，计算出型煤的坚固性系数f₂；

E、对比煤样坚固性系数f₁及型煤坚固性系数f₂，确定保压时间t₀：

若f₁＝f₂，证明上述步骤C中的型煤制作保压时间t合适，参数准确，型煤坚固性可以反映煤体坚固性，此时上述步骤C中的保压时间t为t₀；

若f₁>f₂，则需重复步骤C并增加保压时间t，然后重复步骤D至步骤E，直至测算结果f₁＝f₂，型煤试件坚固性反映煤体坚固性，此时上述步骤C中调整后的保压时间t为t₀；

若f₁<f₂，则需重复步骤C并减少保压时间t，然后重复步骤D至步骤E，直至测算结果f₁＝f₂，型煤试件坚固性反映煤体坚固性，此时上述步骤C中调整后的保压时间t为t₀；

F、压制煤基体(1)：将现场取的煤样压制成实验所要求的形状及尺寸，其中压制时间为t₀，成型压力P₀＝s×γ×H，s为煤基体(1)的上表面积，压制完成后低温烘干。