[發(fā)明專利]頂煤冒放性預測試驗臺及預測方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610097202.1
• 申請日: 2016-02-23
• 公開（公告）號: CN105758992B
• 公開（公告）日: 2018-08-14
• 發(fā)明（設計）人: 黃啟銘;杜文州;張勤;李少偉;崔賽;邵濤;孫寧杰
• 申請（專利權）人: 中國礦業(yè)大學（北京）
• 主分類號: G01N33/00
• 分類號: G01N33/00
• 代理公司: 濟南舜源專利事務所有限公司 37205
• 代理人: 黃鈺

本發(fā)明提出一種頂煤冒放性預測試驗臺，底座的相對兩側邊分別固定連接第一側板和第二側板，第一側板的兩豎邊分別固定連接第一固定柱和第二固定柱，第二側板的兩豎邊分別固定連接第三固定柱和第四固定柱，固定柱的一端固定連接底座，第一固定柱和第三固定柱之間可拆卸連接條板，第二固定柱和第四固定柱之間可拆卸連接條板，加載系統(tǒng)設置于底座的上方。本發(fā)明還提出一種頂煤冒放性預測方法。本發(fā)明的頂煤冒放性預測試驗臺，操作方便、結構牢固、試驗穩(wěn)定可靠，接近工作面實際放頂煤開采現場，實現較精準地預測頂煤的冒放性；本發(fā)明的頂煤冒放性預測方法，接近工作面實際放頂煤開采工藝，實現較精準地預測頂煤的冒放性。

技術領域

本發(fā)明涉及煤礦開采技術領域，特別是涉及一種頂煤冒放性預測試驗臺及預測方法。

背景技術

放頂煤開采是我國煤礦行業(yè)中厚煤層廣泛采用的采煤技術。頂煤冒放性是指特定地質條件下，放頂煤采場的頂煤在支承壓力作用下冒落放出的難易程度。頂煤冒放性的好壞是放頂煤開采成敗的關鍵所在，科學準確地評價頂煤冒放的難易程度，不僅可以判定煤層能否進行放頂煤開采，而且為放頂煤開采工藝參數設計和提高頂煤回收率所要采取的措施提供重要依據，對放頂煤開采技術的合理推廣與應用也具有重大現實意義。現有技術對于頂煤冒放性的研究尚停留在現場經驗觀測，或者根據相關力學理論分析，少量研究采用了數值模擬軟件的方式進行預測。現場經驗觀測通常存有較大的主觀性，存在較大的失誤可能；現場實際條件復雜多變，力學理論分析的方式往往不能與客觀事實相符；數值模擬軟件的模擬精度不足、功能存有漏洞，預測結果亦無法實現精準。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的在于提供一種頂煤冒放性預測試驗臺及預測方法以實現較精準的預測頂煤的冒放性。

本發(fā)明提供一種頂煤冒放性預測試驗臺，包括底座、第一側板、第二側板、固定柱、條板以及加載系統(tǒng)，底座的相對兩側邊分別固定連接第一側板和第二側板，固定柱包括第一固定柱、第二固定柱、第三固定柱和第四固定柱，第一側板的兩豎邊分別固定連接第一固定柱和第二固定柱，第二側板的兩豎邊分別固定連接第三固定柱和第四固定柱，固定柱的一端固定連接底座，第一固定柱和第三固定柱之間可拆卸連接條板，第二固定柱和第四固定柱之間可拆卸連接條板，加載系統(tǒng)設置于底座的上方。

進一步的，所述條板為多塊，條板的兩端分別與固定柱可拆卸連接。

進一步的，還包括多塊煤層豎板，煤層豎板的兩端與相鄰的條板可拆卸連接。

進一步的，條板和煤層豎板由有機玻璃材料制成。

進一步的，所述加載系統(tǒng)包括控制器、動力裝置和液壓缸，控制器與動力裝置信號連接，動力裝置經液壓管路連接液壓缸，液壓缸的活塞桿裝配連接有加載盤。

進一步的，還包括支撐橫桿和支撐豎桿，支撐豎桿與固定柱的另一端固定連接，支撐橫桿與支撐豎桿固定連接，液壓缸裝配連接支撐橫桿。

本發(fā)明還提供一種頂煤冒放性預測方法，包括以下步驟：

步驟一、制定幾何相似比、應力相似比、容重相似比和時間相似比；

步驟二、按照應力相似比，選擇或配制相似材料；

步驟三、按照幾何相似比和應力相似比，在頂煤冒放性預測試驗臺內裝配條板并鋪設相似材料形成具有巖層和煤層的相似模型；

步驟四、按照容重相似比，加載系統(tǒng)進行加載并使相似模型風干成形；

步驟五、按照時間相似比，拆卸條板后模擬開通工作面切眼和推采；

步驟六、觀察頂煤冒放情況，確定頂煤冒放性。

進一步的，步驟三中在煤層處裝配煤層豎板。

進一步的，步驟五替換為：隨著模擬開通工作面切眼和推采進度僅逐漸拆卸煤層豎板。