[實用新型]煤層開采三維物理模擬實驗裝置

有效

• 申請號: 201520068603.5
• 申請日: 2015-01-30
• 公開（公告）號: CN204536318U
• 公開（公告）日: 2015-08-05
• 發明（設計）人: 劉建功;海龍;高會春;曾瑞萍
• 申請（專利權）人: 河北煤炭科學研究院
• 主分類號: G01N33/24
• 分類號: G01N33/24
• 代理公司: 石家莊國為知識產權事務所 13120
• 代理人: 米文智

技術領域

本實用新型涉及借助于測定材料的化學或物理性質來測試或分析材料技術領域，尤其涉及一種煤層開采三維物理模擬實驗裝置。

背景技術

物理模擬實驗是研究采煤活動中煤巖層移動和礦壓顯現規律的常用方法，可分為二維（平面）物理模擬實驗和三維物理模擬實驗兩類。其中三維物理模擬實驗得到的是三維空間的實驗結果，因而更加全面和可信。

在三維物理模擬實驗中，模擬煤層的開挖是整個實驗的難點之一。有的解決方法是在三維物理實驗臺下設置地下操作空間，實驗臺的底板由多塊可拆裝的活動板構成。在堆筑模型時，最下一層即為預開采額模擬煤層。開挖時，操作人員進入地下操作空間，卸下預開挖位置的活動板開挖，開挖完成后再裝上活動板。此種開挖的缺點是操作不便利而且較為復雜，沒有考慮底板巖層對整個開采活動的影響，模擬結果不夠準確和全面。

也有的解決方法是在堆筑和養護完成的模型上先開一個小洞，然后在小洞里伸入器械對模型內部進行開挖。這種方式難以做到開挖的準確，或者即使做到開挖的準確也會因裝置的過于復雜和造價太高而難以實施。

還有的采用液壓裝置進行開挖的模擬，堆筑模型時，在模擬煤層處用已充入相當液體并保持壓力的多個液壓裝置占據開挖煤層的空間。模擬開挖時，依照開采順序將液壓裝置內的液體放出，液壓裝置整體高度降低，完成開挖模擬。受物理模擬實驗臺尺寸和工程量的限制，模型是不能做得太大的。因此煤層的厚度一般較小。在模擬實驗中，液壓裝置的尺寸受到很大的限制。液壓裝置的尺寸小，則加工難度比較大，各部件的連接精度要求較高。三維物理模擬實驗的堆筑、養護、開挖、觀測等過程持續時間較長，液壓裝置內部在液體放出前的較長時間里要保持相當高的壓力，增加了滲漏的風險，可靠性降低。另外，液壓管路為中空結構，既要保證材料的強度，又要保證管路有相當的壁厚。這樣，相對較粗的液壓管路從模型中穿過，對模型造成了較大影響。

可見，已有的在三維物理模擬實驗中實現煤層開采的裝置和方法存在著一些不足。尋求可靠性強、操作簡單且造價低廉的煤層開采裝置和方法具有重要意義。

實用新型內容

本實用新型所要解決的技術問題是提供一種煤層開采三維物理模擬實驗裝置，通過使用所述實驗裝置完成煤層開采三維物理模擬實驗，具有操作簡單、造價低廉、系統可靠性強，實驗結果更準確的特點。

為解決上述技術問題，本實用新型所采取的技術方案是：一種煤層開采三維物理模擬實驗裝置，其特征在于：所述實驗裝置包括若干個電熔蠟裝置、電源以及若干個開關，所述一個電熔蠟裝置和一個開關串聯后形成一條電熔蠟控制支路，若干條電熔蠟控制支路并聯在電源的兩端。

進一步的技術方案在于：所述電熔蠟裝置包括底座、頂蓋以及電熔蠟組件，所述電熔蠟組件包括紙筒、位于紙筒內的固化蠟以及位于固化蠟內的電阻絲，所述電熔蠟組件的一端與底座固定連接，所述頂蓋蓋合于電熔蠟組件的另一端，所述電阻絲的兩端分別連接有一條電線。

進一步的技術方案在于：所述底座和頂蓋為盆狀結構，所述底座和頂蓋的側壁上設有電線孔，與所述電阻絲連接的電線通過所述電線孔向電熔蠟裝置的外側引出。

進一步的技術方案在于：所述電阻絲為螺旋狀電阻絲。

進一步的技術方案在于：所述頂蓋和底座采用不導電耐高溫材料制成。

采用上述技術方案所產生的有益效果在于：通過使用所述實驗裝置完成煤層開采三維物理模擬實驗，具有操作簡單、造價低廉、系統可靠性強的特點，穿過模型的電線對實驗產生的影響也比較輕微，從而實驗結果更準確。

附圖說明

圖1是本實用新型所述實驗裝置的原理框圖；

圖2是圖1中電熔蠟裝置的結構示意圖；

其中：1、電熔蠟裝置?2、電源?3、電線?4、開關?5、底座?6、電阻絲?7、頂蓋?8、電線孔?9、紙筒。

具體實施方式

下面結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型的一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。

在下面的描述中闡述了很多具體細節以便于充分理解本實用新型，但是本實用新型還可以采用其他不同于在此描述的其它方式來實施，本領域技術人員可以在不違背本實用新型內涵的情況下做類似推廣，因此本實用新型不受下面公開的具體實施例的限制。