[實用新型]一種模擬采空區(qū)沉降機制的試驗裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201520542416.6
• 申請日: 2015-07-24
• 公開（公告）號: CN205120708U
• 公開（公告）日: 2016-03-30
• 發(fā)明（設計）人: 張興勝;黃志全;董金玉;楊鋒;劉東旭;李日運;鄭梅;楚斌;宋麗娟;雷東鋒;秦婉玲;段素真
• 申請（專利權）人: 華北水利水電大學
• 主分類號: G01N33/24
• 分類號: G01N33/24
• 代理公司: 鄭州大通專利商標代理有限公司 41111
• 代理人: 陳大通

技術領域

本實用新型屬于地質工程、巖土工程技術領域，尤其是涉及一種模擬采空區(qū)沉降機制的試驗裝置。

背景技術

采空區(qū)是由人為挖掘在地表下面產(chǎn)生的“空洞”，我國一些地區(qū)煤炭及礦產(chǎn)資源十分豐富的大省，隨著經(jīng)濟、基礎建設縱深協(xié)調發(fā)展，一些基礎設施不可避免要穿越采空區(qū)，而采空區(qū)的垮塌會造成地面下沉、裂縫，毀壞耕地、建筑物等設施，破壞生態(tài)環(huán)境，采空區(qū)不良地質問題已越來越突出。

由于采空區(qū)沉降是一個復雜的時空過程，巖體結構復雜，影響因素眾多，而且大多數(shù)煤礦采空區(qū)的沉降情況不明，對當?shù)氐幕A建設存在很大的危害，解決這類工程問題需要進行全面系統(tǒng)的研究。針對地質體原型進行簡化，再通過室內模型試驗對采空區(qū)沉降機制進行深入研究，結合具體實體工程研究其沉降規(guī)律，進而為后續(xù)的工程治理提供技術支撐。

實用新型內容

本實用新型的目的是解決上述問題，提供通過模擬不同開挖工況，然后通過位移傳感器和壓力傳感器采集的數(shù)據(jù)研究采空區(qū)的沉降及變形規(guī)律的一種模擬采空區(qū)沉降機制的試驗裝置。

為了解決上述問題，本實用新型所采取的技術方案是：

一種模擬采空區(qū)沉降機制的試驗裝置，包括模型箱、設置在模型箱中的傳感器、與傳感器輸出端相連的數(shù)據(jù)采集儀和與數(shù)據(jù)采集儀相連的電腦，所述的模型箱包括箱體、設置在箱體底部的下伏地層模擬層、設置在下伏地層模擬層上方的煤層模擬層、和設置在煤層模擬層上方的多層地質模擬層F₁、F₂……F_n，所述的箱體上設置有挖煤口，所述的挖煤口上設置有調節(jié)法蘭，所述的傳感器包括位移傳感器和壓力傳感器，所述的位移傳感器和壓力傳感器通過數(shù)據(jù)線分別連接到相應的數(shù)據(jù)采集儀，所述的多層地質模擬層F₁、F₂……F_n中均設置有位移傳感器和壓力傳感器。

所述的多層地質模擬層F₁、F₂……F_n中設置的位移傳感器和壓力傳感器的布置點以采空區(qū)的豎向中心線呈左右對稱布設。

所述的多層地質模擬層F₁、F₂……F_n中均至少縱向設置一排位移傳感器和壓力傳感器的布置點。

所述的箱體的底部安裝有4個車輪。

所述的位移傳感器是磁環(huán)式高精度位移傳感器。

本實用新型的增益效果是：

本發(fā)明在模型箱的箱體中自下而上依次填充下伏地層模擬層、煤層模擬層、以及多層地質模擬層F₁、F₂……F_n，多層地質模擬層F₁、F₂……F_n中均對稱設置位移傳感器和壓力傳感器，模擬不同開挖工況，然后通過位移傳感器和壓力傳感器采集的數(shù)據(jù)研究采空區(qū)的沉降及變形規(guī)律。本實用新型結構簡單，設計合理，操作方便，實驗效果好，能有效的根據(jù)在不同開采工況及地層條件下地層特征、位移及壓力變化數(shù)據(jù)，分析其內在規(guī)律，研究采空區(qū)沉降機理。

附圖說明

圖1是本實用新型一種模擬采空區(qū)沉降機制的試驗裝置結構示意圖。

具體實施方式

以下結合附圖對本實用新型的具體實施方式做詳細的說明。

參見圖1，圖中序號：1為模型箱、2為下伏地層模擬層、3為煤層模擬層、4為冒落帶地層模擬層、5為裂隙帶地層模擬層、6為彎沉帶地層模擬層、7為采空區(qū)、8為位移傳感器、9為壓力傳感器、10為數(shù)據(jù)采集儀、11為箱體、12為電腦、13為挖煤口、14為調節(jié)法蘭、15為車輪和16為采空區(qū)的豎向中心線。