[發(fā)明專(zhuān)利]一種可重復(fù)模擬采煤工作面底板透水系數(shù)的教學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810453905.2
• 申請(qǐng)日: 2018-05-14
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108665778A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-10-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馮飛燕
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 馮飛燕
• 主分類(lèi)號(hào): G09B25/00
• 分類(lèi)號(hào): G09B25/00
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

本發(fā)明公開(kāi)了一種可重復(fù)模擬采煤工作面底板透水系數(shù)的教學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置，包括模擬架(1)和設(shè)置在其中的煤層(2)和其他多個(gè)巖層，在所述煤層(2)上方設(shè)置有含水層(3)，在所述含水層(3)中設(shè)置有含水層模擬系統(tǒng)(4)，所述含水層模擬系統(tǒng)(4)包括矩形的水袋(401)，所述水袋(401)的頂板和底板為高強(qiáng)度的塑膠板，四周為高強(qiáng)度的塑膠片，所述水袋(401)的左右兩側(cè)分別連接有第一智能控壓水箱(402)和第二智能控壓水箱(403)，在所述水袋(401)的底板上設(shè)置有多個(gè)噴水孔(404)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及礦山機(jī)械及教育領(lǐng)域，特別是涉及一種可重復(fù)模擬采煤工作面底板透水系數(shù)的教學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置。

背景技術(shù)

近幾年來(lái)，相似材料模擬理論和技術(shù)的也在不斷發(fā)展中，各大高校利用相似模擬技術(shù)建立各種相似模擬架，并被廣泛應(yīng)用于能源礦產(chǎn)開(kāi)發(fā)做各種工程中，同時(shí)也促進(jìn)了相似模擬技術(shù)的發(fā)展。實(shí)踐證明，物理相似模擬技術(shù)在采礦、水工、巖土等工程領(lǐng)域已被大量應(yīng)用，取得了豐碩成果，在實(shí)際工程中的成功應(yīng)用已充分證明了這種技術(shù)的實(shí)用性。

隨著開(kāi)采難度的增大，現(xiàn)在更多的水下開(kāi)采，開(kāi)采條件也更加復(fù)雜，所以利用大型相似模擬實(shí)驗(yàn)研究含水層的研究越來(lái)越多，但是目前相似模擬實(shí)驗(yàn)中模擬含水層底板透水系數(shù)的研究還沒(méi)有，但十分迫切。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種可重復(fù)模擬采煤工作面底板透水系數(shù)的教學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置。

一種可重復(fù)模擬采煤工作面底板透水系數(shù)的教學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置，包括模擬架和設(shè)置在其中的煤層和其他多個(gè)巖層，在所述煤層上方設(shè)置有含水層，在所述含水層中設(shè)置有含水層模擬系統(tǒng)，所述含水層模擬系統(tǒng)包括矩形的水袋，所述水袋的頂板和底板為高強(qiáng)度的塑膠板，四周為高強(qiáng)度的塑膠片，所述水袋的左右兩側(cè)分別連接有第一智能控壓水箱和第二智能控壓水箱，在所述水袋的底板上設(shè)置有多個(gè)噴水孔。

本發(fā)明所述的可重復(fù)模擬采煤工作面底板透水系數(shù)的教學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置，其中，所述噴水孔從前到后共7排，每排的中部均設(shè)置在所述水袋的長(zhǎng)度方向的中線上，第1排和第7排的所述噴水孔的個(gè)數(shù)為30，第2排和第6排的所述噴水孔的個(gè)數(shù)為20，第3排～第5排的所述噴水孔的個(gè)數(shù)為10，所述噴水孔的直徑為2mm；

所述水袋的長(zhǎng)寬高分別為5000mm、1500mm和16mm，所述塑膠板的厚度為3mm，所述水袋的內(nèi)部空腔的高度為10mm，所述第一智能控壓水箱進(jìn)水，壓力區(qū)間為0-4.5MPa，所述第二智能控壓水箱出水，壓力區(qū)間為0-3.5MPa，壓力最大控制精度為0.1MPa。

本發(fā)明所述的可重復(fù)模擬采煤工作面底板透水系數(shù)的教學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置，其中，在模擬開(kāi)始時(shí)，所述水袋的內(nèi)部裝滿(mǎn)石蠟并冷藏，固定成型，然后作為一層巖層鋪設(shè)到預(yù)設(shè)的所述含水層的位置，設(shè)置在所述含水層的中部，四周用骨料鋪設(shè)；

剛開(kāi)始進(jìn)水時(shí)，使用溫度為45℃～60℃的水，慢慢融化石蠟并排除，所述第一智能控壓水箱的壓力比所述第二智能控壓水箱大1.5MPa，2小時(shí)內(nèi)逐步下降到0.5MPa的壓差。

本發(fā)明所述的可重復(fù)模擬采煤工作面底板透水系數(shù)的教學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置，其中，在所述煤層的下方100mm處設(shè)置有壓力傳感器，所述壓力傳感器的數(shù)量為36個(gè)，從前到后共3排，每排12個(gè)，右方向上相鄰兩個(gè)所述壓力傳感器之間的距離為800mm，前后方向上相鄰兩個(gè)所述壓力傳感器之間的距離為420mm。

本發(fā)明所述的可重復(fù)模擬采煤工作面底板透水系數(shù)的教學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置，其中，在所述煤層上方5H、10H和20H位置處分別設(shè)置包括多種裂隙的第一裂隙帶、第二裂隙帶和第三裂隙帶，其中，H為所述煤層的高度；

所述第一裂隙帶的長(zhǎng)和寬分別為2200mm和1000mm，所述第二裂隙帶的長(zhǎng)和寬分別為1100mm和500mm，所述第三裂隙帶的長(zhǎng)和寬分別為500mm和250mm。