[发明专利]一种卸压开采相似模拟方法

权利要求书

1.一种卸压开采相似模拟方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)选取不同的形状记忆聚合物作为岩层、被保护层和保护层的打印线材；

2)根据待打印的岩煤层几何相似模板、岩煤层构造相似模型以及各煤岩层的基本特征进行3D打印，得到包含保护层块体和被保护层的地层相似模型；其中，煤、岩层的基本特征包括容重、抗压强度和抗剪强度；

3)通过将保护层从地层模型中逐步取出来模拟保护层的开采过程；保护层开采的位置、速度和范围通过取出块体的位置、速度和个数来控制；观测模拟开采过程中覆岩断裂、覆岩垮落、裂隙萌生和裂隙发展过程；

4)通过将开采后的保护层块体重新放入模型中，并通过外场激励使地层恢复初始形状，同时使破断记忆材料愈合；

5)重复进行步骤3)和步骤4)，获得不同保护层开采情况下被保护层的变形破坏情况。

2.根据权利要求1所述的一种卸压开采相似模拟方法，其特征在于：步骤5)之后，还具有根据被保护层的变形破坏情况得出保护层的卸压增透范围和效果，选取最优保护层开采方案的相关步骤。

3.根据权利要求1所述的一种卸压开采相似模拟方法，其特征在于，所述保护层形状记忆聚合物的组成和质量份数如下：石英砂20份、聚乙烯10份、橡胶30份、重晶石粉10份、石膏4份、细木屑10份和石蜡4～6份；

所述被保护层形状记忆聚合物的组成和质量份数如下：石英砂20份、重晶石粉30份、膨胀变形剂10份、防锈剂6份、骨料10份和石蜡4～6份。

4.根据权利要求1所述的一种卸压开采相似模拟方法，其特征在于：3D打印过程中，层与层之间的分离材料采用云母粉。

5.根据权利要求1所述的一种卸压开采相似模拟方法，其特征在于：通过光照或温度激励控制破断记忆材料愈合。

6.根据权利要求1所述的一种卸压开采相似模拟方法，其特征在于：以形状记忆聚合物从下往上重复层叠进行打印。

7.根据权利要求1所述的一种卸压开采相似模拟方法，其特征在于：所述被保护层上贴附有应变片；所述地层相似模型外布设有动态裂纹检测仪和声发射装置。