[實用新型]采煤模擬實驗裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201520790419.1
• 申請日: 2015-10-12
• 公開（公告）號: CN204989152U
• 公開（公告）日: 2016-01-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 徐東晶;彭蘇萍;杜文鳳;相詩堯;梁明星
• 申請（專利權(quán)）人: 中國礦業(yè)大學(xué)（北京）
• 主分類號: G01N33/00
• 分類號: G01N33/00
• 代理公司: 北京超凡志成知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11371
• 代理人: 畢強(qiáng)

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及潛水、承壓水下采煤模擬技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種采煤模擬實驗裝置。

背景技術(shù)

隨著我國經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，工業(yè)中煤炭需求量不斷增加。隨之出現(xiàn)了大量煤炭開采現(xiàn)象。而在煤炭開采中往往伴隨著伴有水、火、瓦斯等災(zāi)害威脅，因此，在煤礦開采前對其模擬實驗顯得尤為重要。

現(xiàn)有技術(shù)中的模擬實驗裝置包括砂土容器、進(jìn)水高度控制裝置、供水裝置、測壓觀測裝置，砂土容器傾斜放置，砂土容器一端設(shè)有第一進(jìn)水管，砂土容器前、后側(cè)壁及底面上均布有若干個測壓嘴，測壓嘴通過連接管與測壓觀測裝置的一個測壓管連接，砂土容器底部設(shè)有抽水管，砂土容器的較低一端的側(cè)壁外固定有排水箱，砂土容器頂部連接有承壓頂蓋，承壓頂蓋上設(shè)有至少一個溢流管；進(jìn)水高度控制裝置包括水槽，水槽連接升降裝置；測壓觀測裝置包括測壓板及并排設(shè)于測壓板上的若干個測壓管。通過調(diào)整抽水管的抽水量，抽水管模擬抽水井，待水位穩(wěn)定后，分別測定各測壓管、抽水管的水位，繪制承壓含水層在平面和剖面的等測壓水位線，進(jìn)而繪制承壓含水層在平面和剖面的流網(wǎng)，從而反映開采條件下承壓含水層三維流場的變化情況。

但是，現(xiàn)有技術(shù)中的模擬實驗裝置通過控制抽水管的抽水量模擬開采狀況下含水層的水量變化，因此，該裝置模擬開采狀況與實際應(yīng)用中的煤礦開采狀況不一樣，該裝置模擬煤礦開采狀況下的含水層水量變化不精準(zhǔn)。

實用新型內(nèi)容

本實用新型的目的在于提供采煤模擬實驗裝置，以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的模擬實驗數(shù)據(jù)不精準(zhǔn)的技術(shù)問題。

本實用新型提供的采煤模擬實驗裝置，包括：外殼；外殼為一端開口的中空殼體，外殼內(nèi)設(shè)置有煤層模擬層；煤層模擬層上設(shè)置有含水層模擬層，且含水層模擬層與外殼的上端開口連通；外殼上設(shè)置有開關(guān)機(jī)構(gòu)，開關(guān)機(jī)構(gòu)用于開關(guān)外殼，以使煤層模擬層曝露。

進(jìn)一步地，含水層模擬層包括含水層模擬殼以及擋板；含水層模擬殼為一端開口的中空殼體，含水層模擬殼的開口端與外殼的開口端連通；含水層模擬殼的側(cè)壁上設(shè)置有多個第一通孔；擋板呈環(huán)形，且擋板套設(shè)在含水層模擬殼外，擋板的內(nèi)壁與含水層模擬殼的側(cè)壁緊貼，用于將第一通孔封閉。

進(jìn)一步地，含水層模擬殼包括固定殼和蓋板；固定殼為兩端開口的中空殼體；固定殼的下端開口與外殼的上端開口連通，固定殼的側(cè)壁上設(shè)置有多個第一通孔；固定殼內(nèi)填設(shè)有礫石；蓋板設(shè)置在固定殼的上端開口上，以將固定殼的該端開口密封；外殼的一側(cè)設(shè)置有水箱，水箱上設(shè)置有第一進(jìn)水管和出水管；第一進(jìn)水管的一端與水箱連通，另一端與含水層模擬層連通；第一進(jìn)水管上設(shè)置有閥門、水泵以及流量計；出水管的一端與水箱連通，另一端與含水層模擬層連通；出水管上設(shè)置有水位計。

進(jìn)一步地，含水層模擬層還包括篩網(wǎng)；篩網(wǎng)呈環(huán)形，篩網(wǎng)設(shè)置在固定殼內(nèi)；礫石填設(shè)在篩網(wǎng)內(nèi)。

進(jìn)一步地，煤層模擬層包括上覆巖層、煤層頂板巖層、煤層以及煤層底板巖層；煤層底板巖層、煤層、煤層頂板巖層以及上覆巖層由下至上依次鋪設(shè)在外殼內(nèi)；開關(guān)機(jī)構(gòu)設(shè)置在外殼與煤層相應(yīng)對的位置上。

進(jìn)一步地，含水層模擬層還包括進(jìn)水結(jié)構(gòu)；進(jìn)水結(jié)構(gòu)包括第二進(jìn)水管、多個橫向連接管和多個豎向連接管；第二進(jìn)水管、每個橫向連接管以及每個豎向連接管上均設(shè)置有多個第二通孔；第二進(jìn)水管呈環(huán)形，在第二進(jìn)水管的環(huán)形內(nèi)，多個橫向連接管依次間隔的設(shè)置，且每個橫向連接管的兩端均與第二進(jìn)水管連通；在第二進(jìn)水管的環(huán)形內(nèi)，多個豎向連接管依次間隔的設(shè)置，且豎向連接管與橫向連接管垂直，每個豎向連接管的兩端均與第二進(jìn)水管連通；第二進(jìn)水管與第一進(jìn)水管連通。

進(jìn)一步地，進(jìn)水結(jié)構(gòu)為多個；多個進(jìn)水結(jié)構(gòu)由上至下依次間隔地設(shè)置在固定殼內(nèi)，且每個進(jìn)水結(jié)構(gòu)均與第一進(jìn)水管連通。

進(jìn)一步地，開關(guān)機(jī)構(gòu)包括推拉門；外殼與煤層相對應(yīng)的側(cè)壁上設(shè)置有采煤口，采煤口上設(shè)置有推拉門。

進(jìn)一步地，采煤模擬實驗裝置還包括轉(zhuǎn)動殼；轉(zhuǎn)動殼為兩端開口的中空殼體，含水層模擬殼設(shè)置在轉(zhuǎn)動殼內(nèi)；轉(zhuǎn)動殼的下端邊沿通過轉(zhuǎn)軸與外殼的上端邊沿轉(zhuǎn)動連接，以使轉(zhuǎn)動殼相對與外殼轉(zhuǎn)動。

進(jìn)一步地，含水層模擬層還包括螺栓以及與螺栓相配合的螺母；轉(zhuǎn)動殼的內(nèi)壁上設(shè)置有第一固定板；第一固定板上設(shè)置有第一連接孔；含水層模擬殼的側(cè)壁上設(shè)置有第二固定板；第二固定板上設(shè)置有第二連接孔；螺栓穿設(shè)在第一連接孔與第二連接孔內(nèi)，以將含水層模擬殼固定在轉(zhuǎn)動殼內(nèi)。