GB-T 23561.1-2024 煤和巖石物理力學(xué)性質(zhì)測(cè)定方法 第1部分：采樣一般規(guī)定

ICS73.010CCSD04中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T23561.1—2024代替GB/T23561.1—2009煤和巖石物理力學(xué)性質(zhì)測(cè)定方法第1部分:采樣一般規(guī)定Methodsfordeterminingthephysicalandmechanicalpropertiesofcoalandrock—Part1:Generalrequirementsforsampling2024-04-25發(fā)布2024-08-01實(shí)施國(guó)家市場(chǎng)監(jiān)督管理總局國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)ⅠGB/T23561.1—2024本文件按照GB/T1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分:標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。本文件是GB/T23561《煤和巖石物理力學(xué)性質(zhì)測(cè)定方法》的第1部分。GB/T23561已經(jīng)發(fā)布了以下部分:—第1部分:采樣一般規(guī)定;—第2部分:煤和巖石真密度測(cè)定方法;—第3部分:煤和巖石塊體密度測(cè)定方法;—第4部分:煤和巖石孔隙率計(jì)算方法;—第5部分:煤和巖石吸水性測(cè)定方法;—第6部分:煤和巖石含水率測(cè)定方法;—第7部分:單軸抗壓強(qiáng)度測(cè)定及軟化系數(shù)計(jì)算方法;—第8部分:煤和巖石變形參數(shù)測(cè)定方法;—第9部分:煤和巖石三軸強(qiáng)度及變形參數(shù)測(cè)定方法;—第10部分:煤和巖石抗拉強(qiáng)度測(cè)定方法;—第11部分:煤和巖石抗剪強(qiáng)度測(cè)定方法;—第12部分:煤的堅(jiān)固性系數(shù)測(cè)定方法;—第13部分:煤和巖石點(diǎn)載荷強(qiáng)度指數(shù)測(cè)定方法;—第14部分:巖石膨脹率測(cè)定方法;—第15部分:巖石膨脹應(yīng)力測(cè)定方法;—第16部分:巖石耐崩解性指數(shù)測(cè)定方法。本文件代替GB/T23561.1—2009《煤和巖石物理力學(xué)性質(zhì)測(cè)定方法第1部分:采樣一般規(guī)定》,與GB/T23561.1—2009相比,除結(jié)構(gòu)調(diào)整和編輯性改動(dòng)外,主要技術(shù)變化如下:a)更改了適用范圍(見(jiàn)第1章,2009年版的第1章);b)更改了規(guī)范性引用文件(見(jiàn)第2章,2009年版的第2章);c)增加了“保鮮膜”作為試樣密封材料的規(guī)定(見(jiàn)4.2);d)更改了采樣時(shí)地質(zhì)資料的收集(見(jiàn)5.1.1,2009年版的5.1.1);e)更改了物理力學(xué)性質(zhì)測(cè)定的巖層采樣要求(見(jiàn)5.2.2.1,2009年版的5.2.2.1);f)更改了巖層沖擊傾向性測(cè)定的巖層采樣要求(見(jiàn)5.2.2.2,2009年版的5.2.2.2);g)更改了底板采樣要求(見(jiàn)5.2.2.3,2009年版的5.2.2.3);h)更改了單一薄及中厚煤層采樣的試樣規(guī)格(見(jiàn)6.1.1,2009年版的6.1.1);i)更改了鉆取巖心采樣中巖心直徑的要求(見(jiàn)6.2.3,2009年版的6.2.3);j)增加了破碎煤體及軟巖采樣要求(見(jiàn)6.4);k)更改了表1中單位及部分尺寸要求(見(jiàn)表1,2009年版的表1);l)更改了編號(hào)涂刷材料(見(jiàn)7.2,2009年版的7.2);m)更改了包裝要求(見(jiàn)8.1.1,2009年版的8.1.1);n)更改了裝箱要求(見(jiàn)8.2,2009年版的8.2)。ⅡGB/T23561.1—2024請(qǐng)注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機(jī)構(gòu)不承擔(dān)識(shí)別專利的責(zé)任。本文件由中國(guó)煤炭工業(yè)協(xié)會(huì)提出并歸口。本文件起草單位:煤炭科學(xué)技術(shù)研究院有限公司、遼寧工程技術(shù)大學(xué)、中國(guó)礦業(yè)大學(xué)(北京)、煤炭科學(xué)研究總院有限公司、西安科技大學(xué)、中煤科工開(kāi)采研究院有限公司。本文件于2009年首次發(fā)布,本次為第一次修訂。ⅢGB/T23561.1—2024GB/T23561旨在描述在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)測(cè)定煤和巖石物理力學(xué)參數(shù)的方法,根據(jù)煤和巖石不同物理力學(xué)參數(shù)的測(cè)定需求,擬由16個(gè)部分構(gòu)成?！?部分:采樣一般規(guī)定。目的在于描述煤及與煤層相關(guān)巖層中巖石的基本物理力學(xué)性質(zhì)測(cè)定及沖擊傾向性測(cè)定所需煤和巖石樣的采樣方法?！?部分:煤和巖石真密度測(cè)定方法。目的在于采用比重瓶法或氣體膨脹法真密度分析儀測(cè)定煤和巖石的真密度?！?部分:煤和巖石塊體密度測(cè)定方法。目的在于采用密封法和量積法測(cè)定煤和巖石的塊體密度。—第4部分:煤和巖石孔隙率計(jì)算方法。目的在于測(cè)定煤和巖石的孔隙率?！?部分:煤和巖石吸水性測(cè)定方法。目的在于測(cè)定遇水不崩解、不溶解、不干縮濕脹的煤和巖石的吸水性?！?部分:煤和巖石含水率測(cè)定方法。目的在于采用烘干法測(cè)定煤和巖石的含水率?！?部分:單軸抗壓強(qiáng)度測(cè)定及軟化系數(shù)計(jì)算方法。目的在于測(cè)定能夠加工成標(biāo)準(zhǔn)試件的煤和巖石的單軸抗壓強(qiáng)度和計(jì)算軟化系數(shù)。—第8部分:煤和巖石變形參數(shù)測(cè)定方法。目的在于測(cè)定能夠加工成標(biāo)準(zhǔn)試件的煤和巖石單軸壓縮條件下的變形參數(shù)?！?部分:煤和巖石三軸強(qiáng)度及變形參數(shù)測(cè)定方法。目的在于測(cè)定能夠加工成標(biāo)準(zhǔn)試件的煤和巖石在軸對(duì)稱三向應(yīng)力條件下的強(qiáng)度和變形參數(shù)?！?0部分:煤和巖石抗拉強(qiáng)度測(cè)定方法。目的在于測(cè)定能夠加工成標(biāo)準(zhǔn)試件的煤和巖石的抗拉強(qiáng)度?！?1部分:煤和巖石抗剪強(qiáng)度測(cè)定方法。目的在于測(cè)定煤和巖石的抗剪強(qiáng)度?！?2部分:煤的堅(jiān)固性系數(shù)測(cè)定方法。目的在于測(cè)定煤的堅(jiān)固性系數(shù)?！?3部分:煤和巖石點(diǎn)載荷強(qiáng)度指數(shù)測(cè)定方法。目的在于測(cè)定煤和巖石的點(diǎn)載荷強(qiáng)度指數(shù)—第14部分:巖石膨脹率測(cè)定方法。目的在于測(cè)定巖石的自由膨脹率和側(cè)向約束膨脹率?！?5部分:巖石膨脹應(yīng)力測(cè)定方法。目的在于測(cè)定巖石的側(cè)向約束膨脹應(yīng)力?！?6部分:巖石耐崩解性指數(shù)測(cè)定方法。目的在于測(cè)定遇水易崩解巖石的耐崩解指數(shù)。1GB/T23561.1—2024煤和巖石物理力學(xué)性質(zhì)測(cè)定方法第1部分:采樣一般規(guī)定1范圍本文件規(guī)定了煤和巖石物理力學(xué)性質(zhì)測(cè)定所需煤樣、巖樣采樣的設(shè)備工具和包裝器材、技術(shù)要求、采樣方法、記錄與編號(hào)、封固與裝箱以及煤樣、巖樣后處理工作。本文件適用于煤及與煤層相關(guān)巖層中巖石的基本物理力學(xué)性質(zhì)測(cè)定及沖擊傾向性測(cè)試所需煤樣、巖樣的采樣。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過(guò)文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中,注日期的引用文件,僅該日期對(duì)應(yīng)的版本適用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。GB/T19222煤巖樣品采取方法3術(shù)語(yǔ)和定義下列術(shù)語(yǔ)和定義適用于本文件。煤樣coalsample采集后基本能保持煤體原有結(jié)構(gòu)和物理狀態(tài)的煤塊。3.2巖樣rocksample采集后基本能保持巖體原有結(jié)構(gòu)和物理狀態(tài)的巖塊。4設(shè)備工具和包裝器材4.1設(shè)備工具采樣設(shè)備和工具主要有:煤電鉆、風(fēng)鎬、地質(zhì)鉆機(jī)(鉆取煤、巖心)、切割鋸。4.2包裝器材試驗(yàn)樣品的包裝器材如下:a)具有一定厚度及強(qiáng)度的塑料布、保鮮膜、寬膠帶;2GB/T23561.1—20245技術(shù)要求5.1采樣基本要求5.1.1采樣前應(yīng)收集采樣地點(diǎn)的地質(zhì)綜合柱狀圖等地質(zhì)資料,了解清楚采樣地點(diǎn)的地層結(jié)構(gòu)。5.1.2在研究某一局部地點(diǎn)的煤或巖性質(zhì)時(shí),應(yīng)在所研究地點(diǎn)附近,尋找具有代表性的采樣點(diǎn)釆樣。按照GB/T19222的規(guī)定,常規(guī)煤樣、巖樣采樣點(diǎn)應(yīng)避開(kāi)巖漿巖體侵入?yún)^(qū)、蝕變區(qū)、風(fēng)化帶、沖蝕帶、斷層破碎帶及其影響區(qū)域等地段。煤樣、巖樣釆樣前應(yīng)清理煤巖壁,使表面新鮮、平整。5.1.3在研究較大范圍內(nèi)的煤巖性質(zhì)時(shí),應(yīng)根據(jù)巖性變化情況,分別在幾個(gè)具有代表性的采樣點(diǎn)采樣。5.1.4當(dāng)沿巖層厚度方向上巖性變化較大時(shí)應(yīng)分別在上、中、下不同層位采樣。5.1.5每一組煤樣、巖樣應(yīng)采自巖性相同的同一層位與同一方向。5.1.6對(duì)巖性變化很大的巖層,不應(yīng)將在不同地點(diǎn)和不同層位采取的煤樣、巖樣編為一組。方式。5.1.8對(duì)部分特殊試驗(yàn)的采樣,應(yīng)根據(jù)試驗(yàn)規(guī)定提出相應(yīng)的要求。5.2釆樣技術(shù)要求5.2.1煤層釆樣根據(jù)試驗(yàn)要求及煤層厚度分層采樣,煤層厚度3.5m以下,采一組煤樣;煤層厚度3.5m~5m之間采兩組煤樣,一組靠近煤層頂板,另一組靠近煤層底板;煤層厚度5m~10m之間可分上采、中采、下采三組煤樣;煤層厚度10m以上,可根據(jù)煤層厚度,分更多層采樣或用鉆機(jī)采樣。5.2.2巖層采樣5.2.2.1如采樣目的為測(cè)定頂?shù)装鍘r層常規(guī)物理力學(xué)性質(zhì),應(yīng)采煤層直接頂、基本頂和底板的巖樣。5.2.2.2如采樣目的為測(cè)定巖層沖擊傾向性,應(yīng)在煤層頂板或底板30m以內(nèi)的巖層中,分別取不同巖性、單層厚度大于2m的各分層為一組,采各分層的巖樣,如果單層厚度不大于2m且連續(xù)的各分層累計(jì)厚度大于3.5m時(shí),應(yīng)采最硬的巖層巖樣。5.2.2.3煤層底板采樣深度不小于3m,如有厚度小于1m的偽底,除采此偽底層外,還應(yīng)釆其下深度不小于3m的底板巖樣。5.2.2.4如煤層中有夾矸層,應(yīng)根據(jù)夾矸層的厚度、巖性及其對(duì)煤層開(kāi)采影響的程度,酌情采取各夾矸層的巖樣。6采樣方法6.1試塊釆樣6.1.1單一薄及中厚煤層釆樣在單一薄及中厚煤層中可在回采、掘進(jìn)工作面選取新冒落、沒(méi)有裂隙并能辨別清楚層位的煤塊、巖塊作為試樣,需進(jìn)一步開(kāi)展標(biāo)準(zhǔn)試樣加工的煤塊、巖塊的規(guī)格不宜小于20cm×20cm×20cm。6.1.2巷道采樣在新掘出的穿層巷道或石門(mén)中可用煤電鉆或風(fēng)鎬采取;在老巷道采樣,應(yīng)掘側(cè)短巷或用鉆機(jī)采取煤3GB/T23561.1—20246.2鉆取巖心采樣6.2.1用地質(zhì)鉆機(jī)采樣時(shí),至少打兩個(gè)鉆孔,取兩組巖心。6.2.2鉆孔應(yīng)垂直巖層層理面鉆進(jìn),偏斜度應(yīng)小于5°,并標(biāo)明所取巖樣與層理面的傾角。如偏斜角較大時(shí),應(yīng)加大取巖心直徑。6.2.3巖心直徑宜為50mm,如果不能直接取出直徑為50mm巖心,則取出的巖心直徑不宜小于70mm。6.2.4如取樣目的為測(cè)定巖層的沖擊傾向性,取樣深度應(yīng)根據(jù)地質(zhì)綜合柱狀圖,在煤層頂板30m以內(nèi)的巖層中分別取不同巖層的巖樣。6.3彎曲強(qiáng)度樣品采樣在做巖層沖擊傾向性鑒定試驗(yàn)中應(yīng)測(cè)試該巖層的彎曲強(qiáng)度,要求試件的長(zhǎng)軸平行巖層層面,最好采取巖塊做試件。如用鉆機(jī)取樣時(shí),應(yīng)平行巖層層面鉆取巖心,在巷道或采煤工作面應(yīng)將巖心直徑加大到12cm~15cm。6.4破碎煤體及軟巖采樣如遇到煤體強(qiáng)度較低、節(jié)理裂隙發(fā)育或軟巖時(shí),應(yīng)增加煤樣、巖樣標(biāo)準(zhǔn)試樣數(shù)量,采樣時(shí)應(yīng)按表1中所列數(shù)量的2倍釆取,對(duì)于軟巖,采樣數(shù)量不應(yīng)少于所列數(shù)量的3倍。表1各項(xiàng)試驗(yàn)所需標(biāo)準(zhǔn)試樣尺寸與最低數(shù)量序號(hào)測(cè)定項(xiàng)目標(biāo)準(zhǔn)試樣尺寸標(biāo)準(zhǔn)試樣最低數(shù)量說(shuō)明1真密度巖粉300g可用測(cè)塊體密度的試樣粉碎2塊體密度、吸水性和含水率——用量積法測(cè)塊體密度時(shí),可采用測(cè)定力學(xué)性質(zhì)的試件;用不規(guī)則試樣時(shí),可用加工規(guī)則試樣時(shí)剩余的邊角料3單軸抗壓強(qiáng)度直徑5cm,高10cm3個(gè)每個(gè)煤樣、巖樣尺寸不小于20cm,在煤強(qiáng)度試樣尺寸僅適用于巴西試驗(yàn)法4變形參數(shù)直徑5cm,高10cm3個(gè)5抗拉強(qiáng)度直徑5cm,高2.5cm5個(gè)6抗剪試驗(yàn)(變角法)直徑5cm,高5cm16個(gè)7抗剪強(qiáng)度直徑2.5cm,高12cm3個(gè)8三軸試驗(yàn)直徑5cm,高10cm5個(gè)9煤沖擊傾向性鑒定直徑5cm,高10cm15個(gè)10堅(jiān)固性系數(shù)煤塊6個(gè)11膨脹率高2cm,徑高比≥2.53個(gè)—12彎曲強(qiáng)度直徑2.5cm,長(zhǎng)12cm3個(gè)試件長(zhǎng)軸平行巖層層面13膨脹應(yīng)力高2cm,徑高比≥2.53個(gè)—14耐崩解性大致為球形,40g~50g10個(gè)—15點(diǎn)荷載強(qiáng)度直徑5cm,高徑比0.8~1.45個(gè)~10個(gè)規(guī)則試驗(yàn)雙點(diǎn)間距3cm~5cm15個(gè)~20個(gè)不規(guī)則試驗(yàn)4GB/T23561.1—20247記錄與編號(hào)7.1釆樣記錄采樣時(shí)設(shè)專人做煤樣、巖樣描述記錄與編號(hào)工作。描述采樣點(diǎn)的巖性,包括節(jié)理、層理、裂隙、破碎程度等;記錄采樣地點(diǎn)、采樣日期、采樣方法等內(nèi)容,見(jiàn)附錄A。在記錄中,煤樣、巖樣的編號(hào)應(yīng)與煤樣、巖樣一一對(duì)應(yīng)。7.2釆樣編號(hào)釆樣后應(yīng)用紅油漆或類似材料對(duì)煤、巖樣進(jìn)行編號(hào),編號(hào)方式可采用等標(biāo)記,其中分母數(shù)字表示該試樣取自地質(zhì)柱狀圖中煤層編號(hào);分子上的第一數(shù)字表示第幾個(gè)采樣地點(diǎn);第二個(gè)字母R表示為煤層頂板、F表示為煤層底板、C表示為煤層、M表示為煤層夾砰;第三數(shù)字表示由上而下的分層層數(shù)。示例:編號(hào)為試樣,分母數(shù)字4表明試樣釆自地質(zhì)柱狀圖中的4號(hào)煤層;分子上的第一個(gè)數(shù)字2表明試樣釆自第二個(gè)采樣地點(diǎn),分子上的字母R表明試樣采自煤層頂板;分子上的第三個(gè)數(shù)字3表明試樣來(lái)自該煤層頂板自上而下的第三個(gè)分層(其上已采了2個(gè)頂板分層)。7.3層理方位標(biāo)記用紅漆在煤、巖樣上涂寫(xiě)箭頭符號(hào)標(biāo)明層理方向,箭頭指向?yàn)榇怪睂永硐蛏?見(jiàn)圖1。圖1采集的煤樣、巖樣規(guī)格及標(biāo)記示意圖8封固與裝箱8.1封固采得的煤樣、巖樣應(yīng)在井下采樣點(diǎn)立即用保鮮膜包好,按7.2要求進(jìn)行編號(hào),標(biāo)明該煤樣、巖樣的特征,將說(shuō)明卡片放入塑料包裝內(nèi),外邊用保鮮膜和寬膠帶捆扎緊,起到密封煤樣、巖樣的作用。保鮮膜應(yīng)有足夠的強(qiáng)度,如沒(méi)有合適大小的保鮮膜,可用多層保鮮膜包裹煤樣、巖樣。8.1.2浸蠟宜盡快將包裝好的煤樣、巖樣運(yùn)到井上,并立即浸蠟整體封固。5GB/T23561.1—20248.2裝箱煤樣、巖樣包裝密封后,應(yīng)用人工或?qū)Ｈ藢＼?chē)運(yùn)至地面指定地點(diǎn),裝入木箱中。木箱四周及上下應(yīng)用木屑填實(shí),用鋼帶扎緊,并寫(xiě)明編號(hào)。裝箱時(shí)填寫(xiě)“煤樣、巖樣送驗(yàn)單”(見(jiàn)附錄B)及“煤樣、巖樣裝箱編號(hào)對(duì)照表”(見(jiàn)附錄C),各一式兩份,一份隨箱寄送,一份單位留底,木箱尺寸宜為65cm×65cm×65cm,木箱底部宜安裝有底座,底座高度不宜低于13cm。9煤樣、巖樣后處理工作9.1試樣在裝箱和運(yùn)輸過(guò)程中,應(yīng)采取防護(hù)措施避免試樣損壞。9.2試樣采好后,應(yīng)盡快運(yùn)至實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行試驗(yàn),并進(jìn)行登記、驗(yàn)收,妥善貯存。9.3試驗(yàn)單位制備試件剩余的大塊煤樣、巖樣,自試驗(yàn)結(jié)果提交委托單位之日起保存20d。保存。6GB/T23561.1—2024附錄A(資料性)記錄說(shuō)明書(shū)采樣記錄說(shuō)明書(shū)見(jiàn)表A.1。表A.1采樣記錄說(shuō)明書(shū)采樣單位:記錄日期:記錄人:采樣點(diǎn)編號(hào)煤巖名稱采樣日期釆樣方法位置地層年代及簡(jiǎn)要地質(zhì)說(shuō)明煤巖層產(chǎn)狀要