[發明專利]類巖石相似材料及其制備方法

有效

• 申請號: 202011119285.2
• 申請日: 2020-10-19
• 公開（公告）號: CN112480601B
• 公開（公告）日: 2021-10-26
• 發明（設計）人: 崔春陽;齊慶新;李海濤;李春元;楊冠宇;王守光;賀小凡
• 申請（專利權）人: 煤炭科學研究總院
• 主分類號: C08L63/00
• 分類號: C08L63/00;C08L93/04;C08K3/34;C08J9/04;G01N1/28;G01N23/046
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 張大威

1.一種類巖石相似材料的制備方法，其特征在于，包括：

獲取目標巖石的骨料成分和骨料膠結劑體積占比；

根據所述骨料成分，將相應質量的第一環氧樹脂、第一松香和第一固化劑混合、攪拌和固化后，破碎至與所述目標巖石的骨料平均顆粒直徑相同的程度，得到環氧樹脂骨料；

獲取動力模擬實驗的尺寸比尺；所述動力模擬實驗的尺寸比尺是動力模擬實驗中，類巖石相似材料制成的相似模型的尺寸與目標巖石構成的目標模型的尺寸的比值；

根據所述動力模擬實驗的尺寸比尺和高分子材料的密度比尺，采用動力相似準則，計算得到所述類巖石相似材料的強度比尺；其中所述高分子材料的密度比尺，指的是高分子材料的密度與目標巖石的密度的比值，為固定值1.1：2.5；

動力相似準則為彈性力與慣性力相似準則來獲取類巖石相似材料的強度比尺，公式如下：

C_c＝C_e＝C_pC_L²

其中，C_c為類巖石相似材料的強度比尺，C_e為類巖石相似材料的模量比尺，C_p為類巖石相似材料的密度比尺，C_L為動力模擬實驗的尺寸比尺；所述類巖石相似材料的模量比尺為類巖石相似材料的模量與目標巖石的模量的比值；

根據類巖石相似材料的強度比尺，將相應質量的第二環氧樹脂、第二松香和第二固化劑混合和攪拌后，得到液態的環氧樹脂膠結劑；

獲取所述目標巖石的孔隙率；

根據所述骨料膠結劑體積占比，將相應質量的所述環氧樹脂骨料和所述環氧樹脂膠結劑混合、攪拌，根據所述孔隙率添加相應質量的發泡劑或消泡劑，固化后，得到所述類巖石相似材料。

2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述根據所述骨料成分，將相應質量的第一環氧樹脂、第一松香和第一固化劑混合、攪拌和固化，包括：

根據所述骨料成分確定所述第一環氧樹脂、所述第一松香和所述第一固化劑的第一質量比；

根據所述環氧樹脂骨料的需求總質量和所述第一質量比確定所述第一環氧樹脂、所述第一松香和所述第一固化劑的第一需求質量；

根據所述第一需求質量將相應質量的所述第一環氧樹脂、所述第一松香和所述第一固化劑混合、攪拌和固化。

3.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述根據類巖石相似材料的強度比尺，將相應質量的第二環氧樹脂、第二松香和第二固化劑混合和攪拌，包括：

根據所述類巖石相似材料的強度比尺確定所述第二環氧樹脂、所述第二松香和所述第二固化劑的第二質量比；

根據所述環氧樹脂膠結劑的需求總質量和所述第二質量比確定所述第二環氧樹脂、所述第二松香和所述第二固化劑的第二需求質量；

根據所述第二需求質量將相應質量的所述第二環氧樹脂、所述第二松香和所述第二固化劑混合和攪拌。

4.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，還包括：

通過CT成像機掃描所述目標巖石；

根據掃描結果獲取所述骨料成分和所述骨料膠結劑體積占比。

5.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，還包括：

通過CT成像機掃描所述目標巖石；

根據掃描結果獲取所述孔隙率。

6.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，還包括：

采用骨料破碎機進行破碎。

7.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，還包括：

通過CT成像機掃描所述目標巖石；

根據掃描結果獲取所述目標巖石的裂隙結構數據；

根據所述裂隙結構數據，采用激光雕刻機對所述類巖石相似材料的宏觀結構面進行雕刻。

8.一種類巖石相似材料，其特征在于，所述類巖石相似材料采用如權利要求1-7中任一項所述的類巖石相似材料的制備方法制備得到，所述類巖石相似材料包括：環氧樹脂骨料和環氧樹脂膠結劑。