一种煤层开采固液耦合物理相似模拟材料及使用方法技术

本发明专利技术提供了一种煤层开采固液耦合物理相似模拟材料及使用方法，模拟材料的原材料包括：糯米浆、生石灰、土、超纯水及植物油；其中，糯米浆占固液耦合物理相似材料总质量的10％～30％，生石灰与糯米浆质量比0.8：1～1.2：1；土占总质量的30％以上；超纯水占总质量的5％～15％；植物油占总质量的3％～10％。使用方法包括下述步骤：步骤一、通过力学测试确定模拟原型的力学参数；步骤二、确定模型的力学比例；步骤三、准备原材料；步骤四、正交实验确定原材料配比和育龄时间；步骤五、铺设模型并开展物理相似模拟实验；步骤六、依据实验结果开展保水采煤工程；本发明专利技术模拟材料简单易实施，固液耦合不再隔离，更精准；且与岩体力学上相似，耐水性好。

【技术实现步骤摘要】
一种煤层开采固液耦合物理相似模拟材料及使用方法
本专利技术涉及采矿工程
，具体涉及一种煤层开采固液耦合物理相似模拟材料及使用方法。
技术介绍
煤炭开采产生了水资源的渗流，水的渗流对地表生态影响重大，另外对地下水资源的汇集也有重要意义。为研究煤炭开采水资源的渗流规律，开展固液耦合物理相似模拟实验是一个重要的方法。但传统的煤炭开采固液耦合相似模拟材料存在以下问题：1)现有的物理模拟材料基本上都是不耐水的，遇水就快速崩解，无法开展固液耦合模拟。2)少量的固液耦合材料是分开的，材料之间用聚乙烯塑料隔离，这样影响了模拟的精度。且无法模拟裂隙贯通的情况。3)现有的固液耦合材料是模拟土体的，没有模拟岩体的，因为岩体不仅要求耐水，还应该达到力学性质基本相似，特别是强度和变形特性。
技术实现思路
本专利技术为了解决上述问题，提供一种煤层开采固液耦合物理相似模拟材料及使用方法。为实现以上目的，本专利技术通过以下技术方案予以实现：一种煤层开采固液耦合物理相似模拟材料，所述固液耦合物理相似材料的原材料包本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种煤层开采固液耦合物理相似模拟材料，其特征在于，所述固液耦合物理相似材料的原材料包括：糯米浆、生石灰、土、超纯水及植物油；其中，糯米浆占固液耦合物理相似材料总质量的10％～30％，生石灰与糯米浆质量比0.8：1～1.2：1；土占固液耦合物理相似材料总质量的30％以上，土由细沙、粉砂和黏土构成，其质量比为1：0.5～1.5：0.2～2.0；超纯水占固液耦合物理相似材料总质量的5％～15％；植物油占固液耦合物理相似材料的总质量的3％～10％。/n

【技术特征摘要】
1.一种煤层开采固液耦合物理相似模拟材料，其特征在于，所述固液耦合物理相似材料的原材料包括：糯米浆、生石灰、土、超纯水及植物油；其中，糯米浆占固液耦合物理相似材料总质量的10％～30％，生石灰与糯米浆质量比0.8：1～1.2：1；土占固液耦合物理相似材料总质量的30％以上，土由细沙、粉砂和黏土构成，其质量比为1：0.5～1.5：0.2～2.0；超纯水占固液耦合物理相似材料总质量的5％～15％；植物油占固液耦合物理相似材料的总质量的3％～10％。


2.根据权利要求1所述的煤层开采固液耦合物理相似模拟材料，其特征在于，所述糯米浆的制备方法为：糯米粉和水混合后，在45℃～65℃温度熬制3小时～8小时而成；糯米浆的质量百分浓度为5～7％。


3.根据权利要求1所述的煤层开采固液耦合物理相似模拟材料，其特征在于，所述生石灰中氧化钙质量量占70％以上。


4.根据权利要求1所述的煤层开采固液耦合物理相似模拟材料，其特征在于，所述黏土中蒙脱石和伊蒙混层矿物占黏土质量30％以下，且由非湿陷性土制作而成。土是由破碎过筛后不同粒径的土粒构成，并采用X衍射仪测定黏土矿物成分，其中蒙脱石和伊蒙混层矿物占黏土质量30％以下；其中，土在破碎前进行原状土湿陷性系数测试，去除湿陷性土。


5.根据权利要求1所述的煤层开采固液耦合物理相似模拟材料，其特征在于，所述超纯水中矿化度低于10mg/L，超纯水采用超纯水制备机制备。


6.根据权利要求1所述的煤层开采固液耦合物理相似模拟材料，其特征在于，所述植物油为采用高温练出后，冷却至20℃～30℃的植物油。


7.一种如权利要求1-6中任一项煤层开采固液耦合物理相似模拟材料的使用方法，其特征在于，包...

【专利技术属性】
技术研发人员：李涛，张鹏，高颖，艾德春，范立民，马雄德，曹新奇，
申请(专利权)人：六盘水师范学院，
类型：发明
国别省市：贵州;52