[发明专利]一种煤岩组合体相似模拟实验试件制作方法

权利要求书

1.一种煤岩组合体相似模拟实验试件制作方法，其特征在于：该方法中使用到一种煤岩组合体相似模拟实验试件制作模具，该模具包括底部托盘（1）、前侧板（2）、后侧板（3）、左侧板（4）和右侧板（5），以及设置插入试件制作装置的薄隔板（6）；在底部托盘（1）上沿着小尺寸钢板（7）各边组装四周侧板，将左右侧板上的突出小板（12）穿过前后侧板上的矩形小孔（8），然后用螺杆（9）穿过前后侧板与左右侧板上焊接的螺帽（10）相连接，最后将薄隔板（6）沿着侧板上预先加工的小缝隙（11）插入；

试件具体制作方法分为以下步骤：

步骤一：根据工程实际中岩石力学单轴压缩实验的单轴抗压能力确定煤岩组合体试件各组分的强度，结合现场情况确定组合体试件的比例和结合面的角度，通过试差法和单轴压缩实验寻找符合组合体试件各组分强度合适的相似模拟实验材料配比，然后利用公式计算制作该相似模拟实验试件各组分中所需的20目~40目煤粉、10目以下沙子、425水泥和水质量；

步骤二：组装试件制作装置，在底部托盘（1）上沿着小尺寸钢板（7）各边组装四周侧板，将左右侧板上的突出小板（12）穿过前后侧板上的矩形小孔（8），然后用螺杆（9）穿过前后侧板与左右侧板上焊接的螺帽（10）相连接，最后根据步骤一确定的煤岩组合体试件两组分比例和结合面的角度将薄隔板（6）沿着侧板上预先加工的小缝隙（11）插入；

步骤三：根据步骤一计算得到的试件各组分材料的质量称量组合体试件各组分材料，分别将煤部分的煤粉和水泥、岩部分的沙子和水泥搅拌均匀，然后按配比加入一定质量的水再混合搅拌；

步骤四：待组合体试件各组分材料搅拌均匀后，立马将两组分混合搅拌好的材料分别加入到制作装置内相应位置，在加入材料的同时，采用震荡和木棍按压的方法将材料夯实；待所有材料将模具充满形成试件后，抽出沿着侧板上预先加工的小缝隙（11）插入的薄隔板（6），用抿子修整模具内试件表面使其平整光滑；

步骤五：将修整好的试件在模具内静置8~12个小时，待组合体试件有一定强度后拆卸模具的所有侧板，并在恒温箱中对其进行28天的养护。

2.如权利要求1所述的一种煤岩组合体相似模拟实验试件制作方法，其特征在于：所述的底部托盘（1）、前侧板（2）、后侧板（3）、左侧板（4）、右侧板（5）和薄隔板（6）均为钢板制成；所述的底部托盘（1）由两块不同尺寸的铁板焊接而成，小尺寸钢板（7）的大小为200mm*200mm，大尺寸钢板的边长比小尺寸钢板（7）边长大20mm；所述的前侧板（2）和后侧板（3）为钢板切割加工制成，其形状尺寸大小相同，均为220 mm*200 mm；且在边长为220mm的平行两边上距离边缘20 mm的两处开挖一个大小为3 mm*10 mm的矩形小孔（8）；所述的左侧板（4）和右侧板（5）为钢板切割制成，其形状尺寸大小相同，均为200 mm*200 mm；且在平行两边上距离端点40 mm的两处设置一个大小为3 mm*10 mm的突出小板（12）；所述的薄隔板为1mm的钢板制成，其尺寸大小根据试件制作过程中煤岩组合体的比例和组合体接触面倾角确定。