[发明专利]类岩石相似材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种类岩石相似材料及其制备方法。该制备方法包括：获取目标岩石的骨料成分和骨料胶结剂体积占比；根据骨料成分，将相应质量的第一环氧树脂、第一松香和第一固化剂混合、搅拌和固化后，破碎至与目标岩石的骨料平均颗粒直径相同的程度，得到环氧树脂骨料；根据类岩石相似材料的强度比尺，将相应质量的第二环氧树脂、第二松香和第二固化剂混合和搅拌后，得到液态的环氧树脂胶结剂；根据骨料胶结剂体积占比，将相应质量的环氧树脂骨料和环氧树脂胶结剂混合、搅拌和固化后，得到类岩石相似材料。该方法采用环氧树脂制备类岩石相似材料，制备的类岩石相似材料具有密度低、强度低的优点，在破坏过程中产生的冲击能量也较小，安全性更高。

技术领域

本发明涉及相似材料技术领域，特别涉及一种类岩石相似材料及其制备方法。

背景技术

目前，在煤炭开采的相关研究中，往往需要开展关于岩石破坏过程的动力模拟试验，试验中需要将相似材料制成相似模型，然后观测相似模型在外界作用下的变形破坏情况等，并可根据相似准则推导出岩石的变形破坏情况，为煤炭开采工程的设计提供科学依据。然而，相关技术中相似材料的密度和强度均较高，试验中相似模型破坏过程中产生的冲击能量也较大，给现场人员与施工作业带来较大的安全隐患。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决上述技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种类岩石相似材料的制备方法，采用环氧树脂制备类岩石相似材料，制备的类岩石相似材料具有密度低、强度低的优点，从而该类岩石相似材料制成的相似模型在破坏过程中产生的冲击能量也较小，保障了现场人员与施工作业的安全。

本发明的第二个目的在于提出一种类岩石相似材料。

为达到上述目的，本发明第一方面实施例提出了一种类岩石相似材料的制备方法，包括：获取目标岩石的骨料成分和骨料胶结剂体积占比；根据所述骨料成分，将相应质量的第一环氧树脂、第一松香和第一固化剂混合、搅拌和固化后，破碎至与所述目标岩石的骨料平均颗粒直径相同的程度，得到环氧树脂骨料；根据类岩石相似材料的强度比尺，将相应质量的第二环氧树脂、第二松香和第二固化剂混合和搅拌后，得到液态的环氧树脂胶结剂；根据所述骨料胶结剂体积占比，将相应质量的所述环氧树脂骨料和所述环氧树脂胶结剂混合、搅拌和固化后，得到所述类岩石相似材料。

本发明实施例的类岩石相似材料的制备方法，能够根据环氧树脂、松香和固化剂分别制备环氧树脂骨料和液态的环氧树脂胶结剂，然后根据目标岩石的骨料胶结剂体积占比，将环氧树脂骨料和环氧树脂胶结剂混合、搅拌和固化后得到类岩石相似材料，相较于相关技术中大多采用水泥石膏砂类材料制备类岩石相似材料，该方法采用环氧树脂制备类岩石相似材料，制备的类岩石相似材料具有密度低、强度低的优点，从而该类岩石相似材料制成的相似模型在破坏过程中产生的冲击能量也较小，保障了现场人员与施工作业的安全。

另外，根据本发明上述实施例提出的类岩石相似材料的制备方法还可以具有如下附加的技术特征：

在本发明的一个实施例中，所述方法还包括：获取所述目标岩石的孔隙率；在所述环氧树脂骨料和所述环氧树脂胶结剂混合、搅拌的过程中，根据所述孔隙率添加相应质量的发泡剂或消泡剂。

在本发明的一个实施例中，所述根据所述骨料成分，将相应质量的第一环氧树脂、第一松香和第一固化剂混合、搅拌和固化，包括：根据所述骨料成分确定所述第一环氧树脂、所述第一松香和所述第一固化剂的第一质量比；根据所述环氧树脂骨料的需求总质量和所述第一质量比确定所述第一环氧树脂、所述第一松香和所述第一固化剂的第一需求质量；根据所述第一需求质量将相应质量的所述第一环氧树脂、所述第一松香和所述第一固化剂混合、搅拌和固化。

在本发明的一个实施例中，所述方法还包括：获取动力模拟实验的尺寸比尺；根据所述动力模拟实验的尺寸比尺和高分子材料的密度比尺，采用动力相似准则，计算得到所述类岩石相似材料的强度比尺。