[发明专利]用于煤系承压断层活化突水相似试验的流固耦合模拟材料及制备方法

摘要

本发明涉及一种用于煤系承压断层活化突水相似试验的流固耦合模拟材料，由煤层、断层及围岩3部分组成；煤层由煤粉、滑石粉、石膏、凡士林、硅油及拌合水构成，断层由粗砂、滑石粉、石膏、高岭土、凡士林、硅油、黄豆及拌合水构成，围岩由细砂、滑石粉、石膏、高岭土、水泥、凡士林、硅油及拌合水构成；其中，石膏、水泥、凡士林作为胶结剂，配上黄豆吸水膨胀及高岭土遇水颗粒化的特性，在保证断层围岩相似材料具有一定塑性、强度、遇水不软化崩解的同时，实现断层相似材料遇水产生错动裂隙、强度降低以及渗透性逐渐提高并发生渗透冲刷、缓慢崩解形成突水通道的目的，反演同一相似试验中断层与围岩流固耦合特性的差异，使试验结果与实际更加相符。

主权项

1.一种用于煤系承压断层活化突水相似试验的流固耦合模拟材料，其特征在于：由开采煤层、承压断层和断层围岩3部分模拟材料组成，3部分流固耦合模拟材料按照待模拟的含断层煤层工作面的水文地质条件和综合地质柱状图逐层铺设在相似试验架内，用于煤系承压断层采动活化突水的流固耦合相似试验；其中，承压断层的模拟材料遇水膨胀、缓慢崩解，断层围岩的模拟材料遇水不软化崩解；开采煤层相似模拟材料主要包括煤粉、滑石粉、石膏、凡士林、硅油、拌合水，其按重量份的组分组成为：煤粉1.0份、滑石粉0.05‑0.15份、石膏0.5‑1.0份、凡士林0.01‑0.5份、硅油0.0‑0.15份、拌合水0.1‑1.0份；承压断层相似模拟材料主要包括粗砂、滑石粉、石膏、高岭土、凡士林、硅油、黄豆、拌合水，其按重量份的组分组成为：粗砂1.0份、滑石粉0.15‑0.5份、石膏0.2‑0.8份、高岭土0.05‑0.5份、凡士林0.01‑0.5份、硅油0.0‑0.15份、黄豆0.01‑0.05份、拌合水0.1‑0.7份；断层围岩相似模拟材料主要包括细砂、滑石粉、石膏、高岭土、水泥、凡士林、硅油、拌合水，其按重量份的组分组成为：细砂1.0份、滑石粉0.05‑0.15份、石膏0.2‑0.4份、高岭土0.0‑0.5份、水泥0.05‑0.15份、凡士林0.05‑0.15份、硅油0.0‑0.15份、拌合水0.05‑0.1份；所述黄豆为破碎的干黄豆。