[發明專利]適用于煤層回采及充填模擬的試驗系統和方法

有效

• 申請號: 201910828630.0
• 申請日: 2019-09-03
• 公開（公告）號: CN110646280B
• 公開（公告）日: 2020-07-31
• 發明（設計）人: 王漢鵬;王偉;林春金;章沖;馬正衛;薛陽
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: G01N3/08
• 分類號: G01N3/08;G01N3/14;G01N3/02;G01N33/22
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 武博

1.適用于煤層回采及充填模擬的試驗系統，其特征在于，包括：

包括反力框架，用于形成模型制作空間及提供加載反力；

基座，用于支撐反力框架及布置回采裝置；

回采裝置，用于實現回采、充填及充填物密實沉降的全過程模擬;

所述反力框架包括反力梁、支撐底梁、開挖橫條及液壓油缸；所述反力梁為所述反力框架的主體部分，用于形成模型制作空間及提供加載反力；所述支撐底梁位于所述反力梁的底部，所述支撐底梁與模型接觸面鏤空處理，用于布置所述回采裝置；所述開挖橫條布置于所述反力框架前面，試驗過程中可拆除某條所述開挖橫條，通過人工或者簡易機械方式實現該位置煤層回采模擬；所述液壓油缸布置于所述反力框架側部，用于模擬地應力加載。

2.根據權利要求1所述的適用于煤層回采及充填模擬的試驗系統，其特征在于，所述基座頂面與所述反力框架底面相接觸，支撐所述反力框架，所述基座上設置下挖槽，所述下挖槽的深度與所述回采裝置相對應。

3.根據權利要求1所述的適用于煤層回采及充填模擬的試驗系統，其特征在于，所述回采裝置自上而下分別為支撐板、螺桿及支架，回采裝置設置于反力框架底部的基座下挖槽內，多塊小尺寸的所述支撐板拼接布置于所述支撐底梁鏤空位置，所述支撐板上表面與所述支撐底梁上表面平齊；每塊所述支撐板下方對應布置兩根所述螺桿，所述螺桿下方通過螺紋安裝于所述支架上；所述支架的板面上設置多個螺紋孔，用于布置所述螺桿；通過轉動所述螺桿可帶動所述支撐板上升或者下降。

4.根據權利要求3所述的適用于煤層回采及充填模擬的試驗系統的試驗方法，其特征在于，包括如下內容：

模型制作之前，根據試驗方案的煤層厚度，轉動所述螺桿，帶動多塊較小所述支撐板整體上升與煤層厚度一致的高度，用于間接模擬模型底部煤層鋪設；在所述反力框架內完成煤層模型鋪設；通過所述液壓油缸加載地應力；

如需開采模型中部煤層，取下相應位置的所述開挖橫條，便可通過人工或者機械方式進行模擬該位置煤層回采；

如需開采模型底部煤層，按照開采方案的工作面方向及回采方向依次旋轉對應位置的所述螺桿，帶動所述支撐板按照工作面方向及回采方向依次下降指定高度，從而模擬回采過程；

如需模擬模型底部煤層采空區充填，按照充填方案中的充填方式及方向，依次旋轉對應位置的所述螺桿，帶動所述支撐板按照充填方式及方向依次上升指定高度，從而模擬采空區充填過程；

為了模擬采空區充填物沉降壓實過程，根據充填物的性質及壓實過程，緩慢旋轉所述螺桿，帶動所述支撐板緩慢微量降低，從而模擬充填物的沉降過程。