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I C S7 3 . 0 2 0 D1 1 备案号 1 7 3 6 32 0 0 6 中华人民共和国煤炭行业标准 MT /T9 6 82 0 0 5 煤 裂 隙 描 述 方 法 D e s c r i p t i o nm e t h o d o l o g yo f f r a c t u r e i nc o a l 2 0 0 6 - 0 1 - 1 7发布2 0 0 6 - 0 7 - 0 1实施 中华人民共和国国家发展和改革委员会发 布 目 次 前言 Ⅱ 1 范围1 2 规范性引用文件1 3 术语和定义1 4 裂隙类型2 5 裂隙描述内容3 6 裂隙描述方法4 7 研究结果表示方法5 Ⅰ 前 言 煤裂隙是指煤受各种营力作用产生的破裂形迹。裂隙的性质、 规模、 连通性、 发育程度直接控制着 煤层渗透性, 进而影响煤层气和煤炭开采及安全生产。统一煤裂隙描述方法评价标准对提高研究结果 的可比性及方便国内外学术交流具有重要的作用。 本标准以实用性、 可操作性为目标, 阐明了裂隙的类型, 规定了裂隙的描述内容、 方法和结果表述 方法。 I S O和国内未制定过煤裂隙描述方法标准。 本标准由中国煤炭工业协会科技发展部提出。 本标准由全国煤炭标准化技术委员会归口。 本标准由煤炭科学研究总院西安分院负责起草。 本标准主要起草人 钟玲文、 张群、 解光新、 李小彦。 本标准委托煤炭科学研究总院西安分院负责解释。 Ⅱ 煤 裂 隙 描 述 方 法 1 范围 本标准规定了煤裂隙的类型、 描述内容和方法。 本标准适用于烟煤和无烟煤的宏观和微观裂隙特征的描述, 褐煤可参照执行。 2 引用文件 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件, 其随后所有 的修改或修订版均不适用于本标准。凡是不注日期的引用文件, 其最新版本适用于本标准。 G B/T1 6 7 7 3 煤岩分析样品制备方法 G B/T1 8 0 2 3 烟煤的宏观煤岩类型分类 G B/T1 9 2 2 2 煤岩样品采取方法 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本标准。 3 . 1 煤裂隙 f r a c t u r e i nc o a l 煤裂隙是指煤受各种营力作用产生的破裂形迹。 3 . 2 内生裂隙 e n d o g e n e t i c f r a c t u r e 在煤化作用过程中, 由于煤脱水、 脱挥发分、 煤体积收缩等作用产生的裂隙; 或者煤化作用生成的 水、 气体及温度升高, 孔隙产生膨胀, 形成异常高压产生的裂隙。 3 . 3 外生裂隙 e x o g e n e t i c f r a c t u r e 煤在构造变形时期, 应力作用产生的裂隙。 3 . 4 张裂隙 t e n s i o n a l f r a c t u r e 由张应力形成的裂隙, 裂隙面通常垂直于最大张应力方向。 3 . 5 剪裂隙 s h e a r f r a c t u r e 由剪应力形成的裂隙。 3 . 6 垂直裂隙 v e r t i c a l f r a c t u r e 指垂直和近于垂直煤层层理分布的裂隙。 3 . 7 斜交裂隙 i n c l i n e df r a c t u r e 指与煤层层理以不同角度斜交的裂隙。 3 . 8 顺层裂隙 l a m i n a t e df r a c t u r e 沿煤层层理方向延展的裂隙。 1 MT/T9 6 82 0 0 5 3 . 9 裂隙规模 f r a c t u r e s i z e 指裂隙连续裂开的长度、 高度和宽度的大小。 3 . 1 0 裂隙密度 f r a c t u r ed e n s i t y 指单位长度内裂隙的条数。 3 . 1 1 裂隙间距 f r a c t u r e s p a c i n g 指相邻两条裂隙之间的垂直距离。 3 . 1 2 裂隙的连通性 f r a c t u r e c o n n e c t i v i t y 指裂隙之间的连通状况。 3 . 1 3 裂隙长度 f r a c t u r e l e n g t h 裂隙沿走向连续延伸的距离。 3 . 1 4 裂隙高度 f r a c t u r eh e i g h t 指剖面上切割的距离。 3 . 1 5 裂口宽度 w i d t ho f f r a c t u r eg a p 指裂隙张开的平均距离。 4 裂隙类型 4 . 1 煤裂隙的成因分类 a 内生裂隙; b 外生裂隙。 4 . 2 煤裂隙的力学性质分类 a 张裂隙; b 剪裂隙 图2a 。 4 . 3 煤裂隙的几何形态及组合关系分类 a 垂直裂隙 图1 ; b 斜交裂隙 图2b ; c 顺层裂隙。 图1 垂直裂隙系统 2 MT/T9 6 82 0 0 5 图2 剪裂隙a 和斜交裂隙b 系统 4 . 4 裂隙规模分类 裂隙规模分类见表1。 表1 煤裂隙规模类型划分方案及特征简述 规模类型特 征 巨型 裂隙可切穿若干个宏观煤岩类型分层或切穿整个煤层。一般长度数米, 高度大于1m, 裂 口宽度数毫米 大型 裂隙可切穿一个以上煤岩类型分层。一般长度几十厘米至大于1m, 高度几厘米至1m, 裂口宽度微米毫米级 中型 裂隙限于一个煤岩类型分层内。一般长几厘米至1m, 高度厘米级, 裂口宽度微米级 小型 裂隙仅发育在单一煤岩成分条带中。一般长几毫米至1m, 高度毫米级, 裂口宽度微米级 微型 借助显微镜才可见的裂隙 5 裂隙描述内容 5 . 1 裂隙的类型 见第4章, 包括裂隙互相接触关系。 5 . 2 裂隙的规模 见表1。 5 . 3 裂隙的产状 裂隙产状及与煤层产状的关系。 5 . 4 裂隙的密度或者间距 按裂隙类型分别 根据需要也可按裂隙规模或煤岩类型或成分 统计裂隙的密度或者间距。裂隙的 密度划分为3个级别 密, 较密, 稀疏 见表2 。 表2 裂隙密度级别划分方案 研究方法 裂隙级别及密度 密较密稀疏 肉眼, 条/c m 110 . 31 01 031 0 0 0μm, 1 0 0 0μm1 0 0μm,1 0 0μm1 0μm,1 0μm。 裂隙面平整度分为 平整、 较平整和不平整。 3 MT/T9 6 82 0 0 5 5 . 6 矿物充填情况 裂隙中矿物充填情况分3类 无充填, 少部分充填, 大部分充填。并鉴定充填物质。 5 . 7 裂隙的连通性 根据裂隙之间的连通关系, 将连通性划分为3级 见表3 。 表3 裂隙连通性划分方案 裂隙组合形态矿物充填情况连通性级别 网状无充填好 一组平行排列裂隙为主, 部分与次要裂隙相交 无充填, 少部分充填中 短裂纹状, 孤立分散无充填, 少部分和大部分充填差 5 . 8 裂隙的发育程度 根据裂隙的密度和连通性将裂隙的发育程度分为4类 极发育, 发育, 较发育和不发育 见表4 。 表4 裂隙发育程度评价方案 裂隙连通性 裂隙密度级别 密较密稀疏 好极发育发育较发育 中发育发育较发育 差较发育较发育不发育 6 裂隙描述方法 6 . 1 宏观煤裂隙描述方法 6 . 1 . 1 工具 电锯、 镐、 铁铲、 凿子、 地质锤、 罗盘、 板尺或钢卷尺、 粉笔、 记号笔、 封箱带等; 记录本、 标签、 样品袋、 包装纸等。 6 . 1 . 2 描述点选择 描述点宜与块状煤岩裂隙样、 煤岩分析样和煤质分析用煤样的采取点相同或者邻近。 应根据研究目的选择有代表性的、 表面新鲜的、 采动影响小的描述点。 6 . 1 . 3 描述步骤 a 按照G B/T1 8 0 2 3进行宏观煤岩类型分层; b 确定裂隙的类型; c 分裂隙类型、 煤岩类型、 煤岩成分按照本标准第4章和第5章内容观察、 测量、 描述、 记录; d 裂隙平均密度的测量点应不少于3个, 取其平均值。 6 . 1 . 4 采集块煤裂隙样 按照G B/T1 9 2 2 2块状煤岩样的采样方法采取。 6 . 2 光学显微镜下裂隙描述方法 6 . 2 . 1 制备块煤裂隙光片 块煤裂隙光片制作工艺与块煤光片相同, 见G B/T1 6 7 7 3, 不同之处是块煤光片仅抛光1个面, 而块 煤裂隙光片是抛光3个面, 其中一个是煤层层面, 另两个面与层面垂直并互相垂直。 4 MT/T9 6 82 0 0 5 6 . 2 . 2 使用设备 偏光反光显微镜。干物镜一般宜用2 0; 目镜用1 0,1 2 . 5; 物镜测微尺; 目镜测微尺; 可移动 3c m4c m距离的推动尺; 压平器。 6 . 2 . 3 描述步骤 6 . 2 . 3 . 1 样品放置 将块煤裂隙光片压平, 放置在载物台上。 6 . 2 . 3 . 2 观察裂隙特征 包括裂隙形态, 不同类型裂隙的切割关系, 发育程度与煤岩成分关系, 矿物充填情况, 连通性等。 6 . 2 . 3 . 3 统计裂隙密度或间距 光学显微镜下统计裂隙密度, 是按裂隙类型的组统计在块煤裂隙光片上的平均密度。 将抛光面置于物镜下, 使被统计的一组裂隙的走向与推动尺移动的方向垂直。从块煤光片的某一 个角开始, 从左向右 或从右向左 移动推动尺, 统计通过目镜中十字丝交点的裂隙条数, 以5mm行距 走完光片, 记录行数及每一行的长度和总长度。 裂隙平均间距的计算公式 s∑ Li ∑Bi 1 式中 s 裂隙平均间距,c m; Li 每行长度,c m; Bi 每行裂隙条数, 条。 裂隙平均密度的计算公式 d∑ Bi ∑Li 2 式中 d 裂隙平均密度, 条/c m。 6 . 2 . 3 . 4 测量裂口宽度 将目标裂隙的一边与目镜测微尺的小格线平行并重叠, 统计至裂隙的另一边测微尺小格个数, 从中 获得裂口宽度, 测量每种类型裂口宽度的裂隙条数不能少于5条。 6 . 2 . 3 . 5 测量裂隙的长度和高度 在层面抛光面上, 将目标裂隙的一端点与目镜测微尺一端点重叠, 统计至裂隙的另一端点测微尺小 格的个数, 通过计算获得裂隙的长度。 裂隙高度是在垂直层面的抛光面上测量, 方法与测量长度的方法相同。 6 . 2 . 3 . 6 测量裂隙走向 裂隙走向是在层面抛光面上测量。利用载物台上圆周刻度确定裂隙走向。 a 首先记录并定位块煤裂隙光片上标注的方位角。如某样品上‘→’ 的方位度是3 4 0 ; 转动载物 台使3 4 0 刻度与固定载物台的0 刻度对齐并定位。 b 顺时针 或逆时针 旋转载物台, 使裂隙的走向与目镜十字丝的左右方向平行, 此时, 记录载物 台圆盘上的定位刻度, 该刻度就是裂隙的走向。 该光面上其他裂隙走向的测试方法与b 相同。 注意 反光显微镜下物像与实际样品的物像是相反的。 7 研究结果表示方法 描述结果用表格 表5, 表6 及必要的文字、 照片方式报出。 5 MT/T9 6 82 0 0 5 表5 宏观裂隙统计结果报表 煤 层 名 称 分 层 编 号 裂 隙 类 型 煤 岩 类 型 煤 岩 成 分 裂 隙 规 模 裂隙参数 走 向 倾 向 倾 角 长 度 c m 高 度 c m 裂 口 宽 度 μm 密 度 条/c m 裂隙 充填 矿物 及 程度 连 通 性 发 育 程 度 描述者 校核 日期 表6 微观裂隙统计结果报表 样 品 编 号 裂 隙 类 型 煤 岩 类 型 裂隙参数 走 向 长 度 c m 高 度 c m 裂 口 宽 度 μm 密 度 条/c m 裂隙充填 矿物及程 度 连 通 性 发 育 程 度 测定者 校核 日期 6 MT/T9 6 82 0 0 5
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