CN111855338B - 一种高相似度相似材料制作方法 - Google Patents

一种高相似度相似材料制作方法 Download PDF

Info

Publication number
CN111855338B
CN111855338B CN201910355166.8A CN201910355166A CN111855338B CN 111855338 B CN111855338 B CN 111855338B CN 201910355166 A CN201910355166 A CN 201910355166A CN 111855338 B CN111855338 B CN 111855338B
Authority
CN
China
Prior art keywords
similar material
similar
target
parameters
similarity
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201910355166.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111855338A (zh
Inventor
田成林
胡千庭
赵博
杨雪林
杨硕
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shandong University of Science and Technology
Original Assignee
山东科技大学
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 山东科技大学 filed Critical 山东科技大学
Priority to CN201910355166.8A priority Critical patent/CN111855338B/zh
Publication of CN111855338A publication Critical patent/CN111855338A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111855338B publication Critical patent/CN111855338B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N1/00—Sampling; Preparing specimens for investigation
    • G01N1/28—Preparing specimens for investigation including physical details of (bio-)chemical methods covered elsewhere, e.g. G01N33/50, C12Q
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N1/00—Sampling; Preparing specimens for investigation
    • G01N1/28—Preparing specimens for investigation including physical details of (bio-)chemical methods covered elsewhere, e.g. G01N33/50, C12Q
    • G01N2001/2893—Preparing calibration standards

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Management, Administration, Business Operations System, And Electronic Commerce (AREA)

Abstract

本发明公开了一种高相似度相似材料制作方法，具体为：根据原材料参数确定目标参数；确定影响目标参数的关键因素；建立目标参数与关键因素之间的函数关系式；制作相似材料；目标参数验证及修正；若相似材料的目标参数与根据原材料参数确定的目标参数误差小于10％则合格，否则修正后重新制作相似材料直至相似材料的目标参数验证合格。本发明解决了相似材料在多因素作用下原料及工艺参数难以定量确定以及相似度难以满足实验需求的难题，利用本发明制取的相似材料在物理力学性质、吸附解吸性质和孔隙率等方面与原煤具有较高的相似度，可为突出煤相似材料的制作提供参考，同时为大型煤与瓦斯突出相似模拟实验提供有益借鉴。

Description

一种高相似度相似材料制作方法
技术领域
本发明涉及一种相似材料制作方法，尤其涉及一种高相似度相似材料制作方法，属于类岩石材料制备方法领域。
背景技术
煤炭是我国重要的基础能源，在我国能源消费总量构成中始终占最大比例。近年来随着煤矿机械化程度和安全管理水平的提升，开采效率越来越高，百万吨死亡率持续下降，然而随着浅部煤炭资源逐渐开采殆尽，开采深度由浅入深，深部煤炭的开采具有高地应力、高瓦斯压力、高瓦斯含量等特点，在开采过程中容易引起煤与瓦斯突出事故，煤与瓦斯突出事故仍时有发生。煤与瓦斯突出事故对煤炭的安全、高效开采构成了极大的威胁，煤与瓦斯突出模拟实验是一种研究煤与瓦斯突出的发生、发展规律的有效方法，而相似材料是进行煤与瓦斯突出模拟实验的重要因素，决定着模拟实验的还原相似性。
由于原煤难以制成满足实验要求的规格，目前多采用碎煤进行突出模拟实验，而碎煤与原煤相比在物理力学性质、孔隙特性等方面存在较大差异，导致煤与瓦斯突出模拟实验现象与实际情况存在差异，不能有效还原突出模拟实验现象。目前相似材料配比的研究多集中于相似材料物理力学性能方面，而相似材料时由多种原料混合在一定成型压力下压制而成，原料及工艺参数对相似材料的影响是一个多因素综合作用的结果，使得相似材料配比中的各原料及工艺参数难以确定，因此，通过制备高相似度相似材料开展相关实验研究，不失为一种合理方法和有效手段。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种高相似度相似材料制作方法，通过制备高相似度相似材料开展相关实验研究，以期为大型煤与瓦斯突出相似模拟实验提供有益借鉴。为实现上述目的，采用如下技术方案：
一种高相似度相似材料制作方法，其特征是，包含以下步骤：
(a)根据原材料参数确定目标参数；
(b)确定影响所述目标参数的关键因素；
(c)建立所述目标参数与所述关键因素之间的函数关系式；
(d)根据步骤(c)制作相似材料；
(e)对相似材料的目标参数验证及修正；
进一步，所述步骤(e)中验证的具体方法为：若相似材料的目标参数与步骤(a)中确定的目标参数的误差小于10％则合格，否则修正后重新制作相似材料直至相似材料的目标参数验证合格。
进一步，所述步骤(a)中目标参数均为：单轴抗压强度Y1、CH4放散初速度Y2及孔隙率Y3。
进一步，所述步骤(b)中关键因素为：设定强度的水泥比例X1、设定粒径的沙子比例X2及成型压力X3。
进一步，所述步骤(c)中函数关系式为：
Figure BDA0002045175400000021
进一步，所述修正方法为：对步骤(c)中的函数关系式修正，根据修正后的函数关系式制作相似材料。
本发明具有如下有益效果：
1.本发明目标明确，操作简单。有效解决了在相似材料制作过程中各原料配比及工艺对相似材料性能相互影响，原料配比及成型压力参数难确定的问题。
2.利用本发明，可使制作的相似材料在物理力学性质、吸附解吸性能和孔隙方面都得到有效控制的前提下逐步提高相似材料与原煤的相似度，进而提高提高煤与瓦斯突出模拟实验的还原相似度，对煤与瓦斯突出机理的研究具有积极意义。
附图说明
图1是本发明一种高相似度相似材料制作方法的流程图。
具体实施方式
为充分体现本发明的特征与优点，下面将结合附图及具体实施例予以详细叙述。
如图1所示，一种高相似度相似材料制作方法，具体为：选取单轴抗压强度Y1、CH4放散初速度Y2及孔隙率Y3为目标参数；在此基础上选取水泥、沙子和成型压力为影响相似材料目标参数的的关键因素。
表1相似材料关系模型
Figure BDA0002045175400000022
注：X1为水泥比例2～10，％ Y1为单轴抗压强度，MPa
X2为沙子比例10～50，％ Y2为瓦斯放散初速度，mmHg
X3为成型压力5～25，MPa Y3为孔隙率，％
水泥、沙子的添加比例均为占固体总质量的百分比
通过制作不同配比的相似材料并进行力学、放散和孔隙率的正交试验，得出关键因素与相似材料单轴抗压强度、瓦斯放散初速度和孔隙率之间的量化关系。将关键因素及函数关系式整理见表1。由表1可知，相似材料的孔隙率与成型压力有关，单轴抗压强度与水泥和成型压力有关，瓦斯放散初速度与水泥和沙子有关。
制作相似材料，并对制作的相似材料进行测试，检验单轴抗压强度、CH4放散初速度及孔隙率误差，判别误差是否小于10％，若满足，则根据需求批量制作，若不满足，则需要重新修正关键因素之间的量化关系，重新制作相似材料并对新制作的材料再次测试直至满足误差小于10％。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (2)

1.一种高相似度相似材料制作方法，其特征是，包含以下步骤：
(a)根据原材料参数确定目标参数；
(b)确定影响所述目标参数的关键因素；
(c)建立所述目标参数与所述关键因素之间的函数关系式；
(d)根据步骤(c)制作相似材料；
(e)对相似材料的目标参数验证及修正；
所述步骤(e)中验证的具体方法为：若相似材料的目标参数与步骤(a)中确定的目标参数的误差小于10％则合格，否则修正后重新制作相似材料直至相似材料的目标参数验证合格；
所述步骤(a)中目标参数均为：单轴抗压强度Y1、CH4放散初速度Y2及孔隙率Y3；
所述步骤(b)中关键因素为：设定强度的水泥比例X1、设定粒径的沙子比例X2及成型压力X3；
所述步骤(c)中函数关系式为：
Figure FDA0003183204180000011
2.根据权利要求1所述一种高相似度相似材料制作方法，其特征是，所述修正方法为：对步骤(c)中的函数关系式修正，根据修正后的函数关系式制作相似材料。
CN201910355166.8A 2019-04-29 2019-04-29 一种高相似度相似材料制作方法 Active CN111855338B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910355166.8A CN111855338B (zh) 2019-04-29 2019-04-29 一种高相似度相似材料制作方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910355166.8A CN111855338B (zh) 2019-04-29 2019-04-29 一种高相似度相似材料制作方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111855338A CN111855338A (zh) 2020-10-30
CN111855338B true CN111855338B (zh) 2022-04-22

Family

ID=72965356

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910355166.8A Active CN111855338B (zh) 2019-04-29 2019-04-29 一种高相似度相似材料制作方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111855338B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110646583B (zh) * 2019-10-09 2022-02-22 中煤科工集团重庆研究院有限公司 一种煤层注水相似模拟试验的方法及装置

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ES1041151U (es) * 1998-10-20 1999-06-16 Iglesias Andres Manuel Monreal Iniciador de combustion aplicable para carbon vegetal y similares.
CN104694191A (zh) * 2014-12-09 2015-06-10 山东大学 一种含瓦斯煤相似材料及其制备方法
CN107117919A (zh) * 2017-04-14 2017-09-01 太原理工大学 一种煤层相似材料及其制备方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ES1041151U (es) * 1998-10-20 1999-06-16 Iglesias Andres Manuel Monreal Iniciador de combustion aplicable para carbon vegetal y similares.
CN104694191A (zh) * 2014-12-09 2015-06-10 山东大学 一种含瓦斯煤相似材料及其制备方法
CN107117919A (zh) * 2017-04-14 2017-09-01 太原理工大学 一种煤层相似材料及其制备方法

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
孙朋.突出煤相似材料配比模型实验研究.《中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技Ⅰ辑》.2017,(第2期),B021-387. *
煤与瓦斯突出相似材料常用黏结剂对比试验研究;朱墨然 等;《煤矿安全》;20190331;第50卷(第3期);第173-180页 *
突出煤相似材料配比模型实验研究;孙朋;《中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技Ⅰ辑》;20170215(第2期);B021-387 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN111855338A (zh) 2020-10-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Chindaprasirt et al. High-strength geopolymer using fine high-calcium fly ash
CN104692720B (zh) 一种铜尾矿免烧砖及其制备方法
CN111855338B (zh) 一种高相似度相似材料制作方法
CN105884282A (zh) 一种节能型透水砖及其制备工艺
CN106542755A (zh) 炉渣轻颗粒裹壳免烧陶粒及其制备方法
CN104556905B (zh) 废弃烧结砖再生c25混凝土及其制备方法
CN107884257A (zh) 用于含可控裂缝岩石压裂性能测试的人造岩心制备方法
CN105837170A (zh) 以湖泊淤泥和页岩为原料的驳岸烧结砖及其制备方法
CN107796679B (zh) 基于相似材料的非标准煤或非标准岩石试件制作方法
CN101435331A (zh) 裂缝性岩心的制作方法
CN109824325B (zh) 一种抗压抗渗铁尾矿混凝土及其制备方法
CN101560079A (zh) 采用泥砂—粉煤灰蒸压法制备的高性能蒸压砖
CN107052254A (zh) 一种增强其芯砂退让性和溃散性的一种技术装置
CN108344617B (zh) 一种兼具突出和冲击特性的煤的相似材料的制备方法
CN106242639A (zh) 河湖泊涌底泥碳化陶粒及其制备工艺
CN108164223B (zh) 一种具有弱冲击倾向性的突出煤相似材料及其制备方法
CN111855894B (zh) 一种相似材料制备及相似度评价方法
CN111863152A (zh) 一种用于评价相似材料相似度的方法
CN107032650A (zh) 一种用于增强抗压能力的混凝土及其添加剂
CN110057996B (zh) 固气耦合相似材料原料配比确定方法
CN109867502A (zh) 一种抗渗铁尾矿混凝土及其制备方法
CN109879650A (zh) 一种全替代铁尾矿混凝土及其制备方法
CN110342904B (zh) 一种煤矿开采过程中产生的煤泥的清洁利用方法
CN111875352A (zh) 一种利用煤矸石制备空心砖的方法
CN113420478B (zh) 基于细观结构特性的高聚物碎石料力学性能分析方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
TA01 Transfer of patent application right
TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20220121

Address after: 579 qianwangang Road, Huangdao District, Qingdao City, Shandong Province

Applicant after: SHANDONG University OF SCIENCE AND TECHNOLOGY

Address before: 400044 No. 174 Sha Jie street, Shapingba District, Chongqing

Applicant before: Chongqing University

GR01 Patent grant
GR01 Patent grant