[發明專利]一種高相似度相似材料制作方法

有效

• 申請號: 201910355166.8
• 申請日: 2019-04-29
• 公開（公告）號: CN111855338B
• 公開（公告）日: 2022-04-22
• 發明（設計）人: 田成林;胡千庭;趙博;楊雪林;楊碩
• 申請（專利權）人: 山東科技大學
• 主分類號: G01N1/28
• 分類號: G01N1/28
• 代理公司: 南京北辰聯和知識產權代理有限公司 32350
• 代理人: 陸中丹

本發明公開了一種高相似度相似材料制作方法，具體為：根據原材料參數確定目標參數；確定影響目標參數的關鍵因素；建立目標參數與關鍵因素之間的函數關系式；制作相似材料；目標參數驗證及修正；若相似材料的目標參數與根據原材料參數確定的目標參數誤差小于10％則合格，否則修正后重新制作相似材料直至相似材料的目標參數驗證合格。本發明解決了相似材料在多因素作用下原料及工藝參數難以定量確定以及相似度難以滿足實驗需求的難題，利用本發明制取的相似材料在物理力學性質、吸附解吸性質和孔隙率等方面與原煤具有較高的相似度，可為突出煤相似材料的制作提供參考，同時為大型煤與瓦斯突出相似模擬實驗提供有益借鑒。

技術領域

本發明涉及一種相似材料制作方法，尤其涉及一種高相似度相似材料制作方法，屬于類巖石材料制備方法領域。

背景技術

煤炭是我國重要的基礎能源，在我國能源消費總量構成中始終占最大比例。近年來隨著煤礦機械化程度和安全管理水平的提升，開采效率越來越高，百萬噸死亡率持續下降，然而隨著淺部煤炭資源逐漸開采殆盡，開采深度由淺入深，深部煤炭的開采具有高地應力、高瓦斯壓力、高瓦斯含量等特點，在開采過程中容易引起煤與瓦斯突出事故，煤與瓦斯突出事故仍時有發生。煤與瓦斯突出事故對煤炭的安全、高效開采構成了極大的威脅，煤與瓦斯突出模擬實驗是一種研究煤與瓦斯突出的發生、發展規律的有效方法，而相似材料是進行煤與瓦斯突出模擬實驗的重要因素，決定著模擬實驗的還原相似性。

由于原煤難以制成滿足實驗要求的規格，目前多采用碎煤進行突出模擬實驗，而碎煤與原煤相比在物理力學性質、孔隙特性等方面存在較大差異，導致煤與瓦斯突出模擬實驗現象與實際情況存在差異，不能有效還原突出模擬實驗現象。目前相似材料配比的研究多集中于相似材料物理力學性能方面，而相似材料時由多種原料混合在一定成型壓力下壓制而成，原料及工藝參數對相似材料的影響是一個多因素綜合作用的結果，使得相似材料配比中的各原料及工藝參數難以確定，因此，通過制備高相似度相似材料開展相關實驗研究，不失為一種合理方法和有效手段。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明提供一種高相似度相似材料制作方法，通過制備高相似度相似材料開展相關實驗研究，以期為大型煤與瓦斯突出相似模擬實驗提供有益借鑒。為實現上述目的，采用如下技術方案：

一種高相似度相似材料制作方法，其特征是，包含以下步驟：

(a)根據原材料參數確定目標參數；

(b)確定影響所述目標參數的關鍵因素；

(c)建立所述目標參數與所述關鍵因素之間的函數關系式；

(d)根據步驟(c)制作相似材料；

(e)對相似材料的目標參數驗證及修正；

進一步，所述步驟(e)中驗證的具體方法為：若相似材料的目標參數與步驟(a)中確定的目標參數的誤差小于10％則合格，否則修正后重新制作相似材料直至相似材料的目標參數驗證合格。

進一步，所述步驟(a)中目標參數均為：單軸抗壓強度Y₁、CH₄放散初速度Y₂及孔隙率Y₃。

進一步，所述步驟(b)中關鍵因素為：設定強度的水泥比例X₁、設定粒徑的沙子比例X₂及成型壓力X₃。

進一步，所述步驟(c)中函數關系式為：

進一步，所述修正方法為：對步驟(c)中的函數關系式修正，根據修正后的函數關系式制作相似材料。

本發明具有如下有益效果：