تحقيق تجريبي بشأن إعادة تشكيل وضعف قوة الحجر الجيري الصلب بواسطة الحمض

يمكن أن تسبب عدة كوارث مشتقة مثل كوارث ضغط الأرض وانفجارات الميثان بسبب السقف الصلب في مناجم الفحم. بالنسبة للأسقف الحجر الجيري التي تتمتع بتكامل جيد وصلابة شديدة، يكون الانهيار صعباً ويكون تأثير طرق التحكم التقليدية في الأسقف محدوداً. يعتبر إعادة تشكيل الحمض طريقة فعالة لضعف قوة طبقات السقف بناءً على تفاعل الحمض والصخر. في هذه الدراسة، تم اختبار قانون تلف قوة الصخور وخصائص التفاعل الحمضي من خلال تجربة تفعيل الحجر الجيري. بالإضافة إلى ذلك، تم تحليل آلية تدهور القوة للحجر الجيري تحت تأثير الحموضة. تظهر النتائج أن خصائص تآكل الحمض للحجر الجيري واضحة، حيث تتولد العديد من حبيبات المعادن فارغة تحت تأثيرات التآكل الحمضي، وتتكون المزيد من العيوب في الداخل. يكون تفاعل الحمض والصخر في أقوى حالاته في المرحلة المبكرة ثم يصل تدريجياً إلى التوازن الديناميكي، ومعدل تآكل الحمض للحجر الجيري هو 4.24% (10% HCl، 360 دقيقة). يتعرض الحجر الجيري الصلب للتلف بعد التحمض. علاوة على ذلك، يمكن تحفيز الشقوق الداخلية لبدء سريع وانتشار غير مستقر تحت الحمل، مما يقلل من الإجهاد المطلوب لفشل الصخور بنسبة 33.33%. يكون شكل الفشل أكثر تعقيداً، وينخفض ​​قوة الضغط أحادي المحور ومعامل المرونة بنسبة 52.42% و34.44% على التوالي. يعود ضعف القوة للسقف الصلب بعد التحمض إلى العيوب مثل التصدع بين الحبيبات الناجم عن تآكل بلورات الصخور تحت تأثير الحموضة، مما يسرع من بدء وانتشار الشقوق الداخلية بفعل القوة الخارجية. على المستوى الكلي، تسبب التحمض في تدهور خصائص الصخور الميكانيكية من خلال إعادة تشكيل هيكل السقف. تم تأكيد جدوى طريقة إعادة تشكيل الحمض للتحكم في السقف الصلب في هذه الدراسة.