[實用新型]一種模擬地下煤炭開采覆巖運移及突水潰砂實驗裝置

有效

• 申請號: 201520274366.8
• 申請日: 2015-04-30
• 公開（公告）號: CN204613202U
• 公開（公告）日: 2015-09-02
• 發明（設計）人: 趙啟峰;張強;梁育龍;劉玉德;田多;連會青;石建軍;王波;李昊;郭敬中
• 申請（專利權）人: 華北科技學院;陜西金源招賢礦業有限公司
• 主分類號: G01N33/24
• 分類號: G01N33/24
• 代理公司: 哈爾濱龍科專利代理有限公司 23206
• 代理人: 高媛

技術領域

本實用新型涉及一種模擬地下煤炭開采實驗設備，屬于煤炭開采技術領域。

背景技術

目前，在國內已有的模擬地下煤炭開采實驗裝置中，平-立組合加載相似模擬實驗架（專利號：200910020960.3），地下工程相似材料模擬實驗裝置（專利號：201220603366.4），一種相似材料立體模擬實驗支架（專利號：00226585.0），類似裝置采用單體實驗架組裝的技術方案，單體實驗架上設置加壓裝置，屬于固體材料實驗模擬裝置。在煤層開采固體相似材料實驗模擬過程中使用上述裝置雖然具有組裝方便、能加載等特點，但是在模擬含水層下煤層開采，上覆巖層運移及突水潰砂等固液耦合實驗模擬時，還是存在無法模擬諸多含水層及含水層水壓水量無法精準控制的問題。

發明內容

本實用新型的目的是提供一種模擬地下煤炭開采覆巖運移及突水潰砂實驗裝置，利用該裝置可獲得含水層下煤層開采時上覆含水層水壓及水量的實時監控的相似材料模擬實驗。

本實用新型解決上述問題采取的技術方案分別是：

一種模擬地下煤炭開采覆巖運移及突水潰砂實驗裝置，包括儲氣罐、礦壓模型框架、地面水壓力模擬實驗裝置、注水高壓膠管及注氣高壓膠管；所述的注水高壓膠管的一端與地面水壓力模擬實驗裝置中的壓力水罐的放水閥連接，注水高壓膠管的另一端與礦壓模型框架上的進水接頭連接，所述的注氣高壓膠管的一端與地面水壓力模擬實驗裝置中的壓力水罐的進氣接頭連接，注氣高壓膠管的另一端與儲氣罐的出氣接頭連接。

本實用新型相對于現有技術的有益效果是：本實用新型的實驗裝置用于實驗室的利用相似材料模擬監測含水層下煤層開挖時上覆巖層運移及突水潰砂模擬過程中水壓及水量監控。其有益效果具體如下：

1、本實用新型中，高壓注水膠管的一端與地面水壓力模擬實驗裝置中的壓力水罐的放水閥連接，高壓注水膠管的另一端與礦壓模型框架上的進水接頭連接，高壓注氣膠管的一端與地面水壓力模擬實驗裝置中的壓力水罐的進氣接頭連接，高壓注氣膠管的另一端與儲氣罐的出氣接頭連接，使得壓力水罐、儲氣罐與礦壓模型框架之間連接成一體，并與固液耦合相似材料配合完成含水層下煤層開采覆巖運移及突水潰砂實驗模擬工作，工作效率高。

2、礦壓模型框架中的底板支架、底板、立柱、橫梁及墻板均為槽鋼結構件，并且均在實驗室內現場進行安裝，安裝更加靈活，減輕勞動強度；地面水壓力模擬實驗裝置和儲氣罐均安裝有萬向輪，便于移動，利于實驗設備的維護和保養。

3、儲氣罐為壓力水罐上部的儲氣空間提供壓力，由于儲氣罐內的氣體壓力調控性能好，從而實現了壓力水罐注入模擬含水層內的水量、水壓的精準調控，尤其是在上覆水體下或承壓水體上煤層開采相似模擬實驗中，實現含水層的模擬效果更好，水壓水量調控更加安全可靠。

綜上，本實用新型可以廣泛用于上覆水體下或承壓水體上煤層開采覆巖運移及突水潰砂相似模擬實驗之中。

附圖說明

圖1是本實用新型的礦壓模型框架的軸測圖；

圖2是本實用新型的地面水壓力模擬實驗裝置的西南視角的軸測圖；

圖3是本實用新型的地面水壓力模擬實驗裝置的東南視角的軸測圖；

圖4是壓力水罐通過高壓注水膠管與礦壓模型框架上的進水接頭連接的軸測圖。

上述圖中涉及到的部件名稱及標號分別為：

圖中，底板支架1、底板2、出線槽3、墻板4、立柱5、橫梁6、橫梁連接板7、進水接頭8、墻板固定件9、萬向輪10、支撐架11、放水閥12、壓力傳感器13、磁體式水位顯示器14、壓力表15、時間顯示表16、電子水位檢測器17、進氣接頭18、控制盒19、數字顯示水位表20、壓力水罐21、法蘭22、注水高壓膠管23、礦壓模型框架24、地面水壓力模擬實驗裝置25、注氣高壓膠管26、儲氣罐27、出氣接頭28。

具體實施方式

具體實施方式一：如圖1~圖4所示，一種模擬地下煤炭開采覆巖運移及突水潰砂實驗裝置，包括儲氣罐27、礦壓模型框架24、地面水壓力模擬實驗裝置25、注水高壓膠管23及注氣高壓膠管26；所述的注水高壓膠管23的一端與地面水壓力模擬實驗裝置25中的壓力水罐21的放水閥12連接，注水高壓膠管23的另一端與礦壓模型框架24上的進水接頭8連接，所述的注氣高壓膠管26的一端與地面水壓力模擬實驗裝置25中的壓力水罐21的進氣接頭18連接，注氣高壓膠管26的另一端與儲氣罐27的出氣接頭28連接。

所述的注水高壓膠管23和注氣高壓膠管26均由耐高壓的雙層鋼絲網的橡膠材料制成，并且在注水高壓膠管23和注氣高壓膠管26的兩端分別壓制有連接接頭。