[發(fā)明專(zhuān)利]煤礦采空區(qū)遺煤運(yùn)移模擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)及實(shí)驗(yàn)方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201911359907.6
• 申請(qǐng)日: 2019-12-25
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111044707A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-04-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙美成;宋小林;葉慶樹(shù);唐明云;安世崗;聶士斌;賀安民;李鵬
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 神華神東煤炭集團(tuán)有限責(zé)任公司;中國(guó)礦業(yè)大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G01N33/24
• 分類(lèi)號(hào): G01N33/24
• 代理公司: 北京邦信陽(yáng)專(zhuān)利商標(biāo)代理有限公司 11012
• 代理人: 黃澤雄

本發(fā)明公開(kāi)一種煤礦采空區(qū)遺煤運(yùn)移模擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)及實(shí)驗(yàn)方法，實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)包括壓板、實(shí)驗(yàn)箱、以及多個(gè)煤層模擬板，實(shí)驗(yàn)箱為上部敞口的長(zhǎng)方箱體，壓板放置在實(shí)驗(yàn)箱的敞口上部，試驗(yàn)箱其中一組相對(duì)的兩個(gè)側(cè)面上對(duì)應(yīng)開(kāi)設(shè)多組孔槽；每個(gè)煤層模擬板穿過(guò)一組孔槽并放置在實(shí)驗(yàn)箱內(nèi)，在實(shí)驗(yàn)箱內(nèi)每一煤層模擬板的兩側(cè)布設(shè)預(yù)留模擬煤柱層，在實(shí)驗(yàn)箱內(nèi)的其他空間充填多層巖體模擬層。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)單層或多層采空區(qū)在煤層開(kāi)采過(guò)程中遺煤運(yùn)移規(guī)律的物理模擬，通過(guò)視頻記錄整個(gè)模擬過(guò)程中煤層采動(dòng)過(guò)程中所留煤柱或煤巖層的變化情況，確定該采空區(qū)內(nèi)遺煤運(yùn)移規(guī)律，從而有效提高對(duì)煤礦采空區(qū)煤自燃危險(xiǎn)區(qū)域的判定準(zhǔn)確率，最終為煤礦煤自燃防治技術(shù)的實(shí)施提供更好的依據(jù)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及煤礦相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種煤礦采空區(qū)遺煤運(yùn)移模擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)及實(shí)驗(yàn)方法。

背景技術(shù)

我國(guó)存在有煤炭自燃的礦井占礦井總數(shù)的56％，煤炭自燃引起的火災(zāi)占礦井火災(zāi)總數(shù)的85％～90％，而煤礦井下采空區(qū)遺煤自燃是威脅礦井安全生產(chǎn)的主要災(zāi)害之一。而實(shí)施防滅火技術(shù)的前提是正確的判定煤自燃危險(xiǎn)區(qū)域。但目前，已有的采空區(qū)煤自燃危險(xiǎn)區(qū)域判定技術(shù)中，雖然已經(jīng)開(kāi)始考慮了遺煤的影響，但基本都是靠想象或經(jīng)驗(yàn)，主要是遺煤自燃和采空區(qū)瓦斯運(yùn)移方面，例如專(zhuān)利號(hào)：201410769236.1，名稱(chēng)為“一種高效治理淺埋藏煤層大面積采空區(qū)遺煤自燃的方法”的中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利，和專(zhuān)利號(hào)：201510413292.6，名稱(chēng)為“一種采空區(qū)大塊度遺煤瓦斯解吸量的測(cè)定方法及裝置”的中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利。進(jìn)行數(shù)值模擬分析的少之又少，而通過(guò)構(gòu)建物理相似模擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)方法來(lái)研究的目前還沒(méi)有。從而導(dǎo)致無(wú)法實(shí)際模擬出煤礦井下采空區(qū)遺煤在開(kāi)采過(guò)程中的變化情況，進(jìn)而無(wú)法對(duì)采空區(qū)煤自燃進(jìn)行有效防治。

發(fā)明內(nèi)容

基于此，有必要針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)無(wú)法實(shí)際模擬出煤礦井下采空區(qū)遺煤在開(kāi)采過(guò)程中的變化情況的技術(shù)問(wèn)題，提供一種煤礦采空區(qū)遺煤運(yùn)移模擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)及實(shí)驗(yàn)方法。

本發(fā)明提供一種煤礦采空區(qū)遺煤運(yùn)移模擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，包括壓板、實(shí)驗(yàn)箱、以及多個(gè)煤層模擬板，所述實(shí)驗(yàn)箱為上部敞口的長(zhǎng)方箱體，所述壓板放置在所述實(shí)驗(yàn)箱的敞口上部，所述試驗(yàn)箱其中一組相對(duì)的兩個(gè)側(cè)面上對(duì)應(yīng)開(kāi)設(shè)多組孔槽；

每個(gè)所述煤層模擬板穿過(guò)一組所述孔槽并放置在所述實(shí)驗(yàn)箱內(nèi)，在實(shí)驗(yàn)箱內(nèi)每一所述煤層模擬板的兩側(cè)布設(shè)預(yù)留模擬煤柱層，在實(shí)驗(yàn)箱內(nèi)的其他空間充填多層巖體模擬層。

進(jìn)一步地，所述煤層模擬板高度與該每層模擬板兩側(cè)的所述預(yù)留模擬煤柱層的高度一致。

進(jìn)一步地，所述實(shí)驗(yàn)箱為透明箱體。

進(jìn)一步地，還包括設(shè)置在所述巖體模擬層與所述壓板之間的模擬松散土層。

進(jìn)一步地，所述煤層模擬板的寬度小于所穿過(guò)孔槽的寬度，所述煤層模擬板的高度小于所穿過(guò)孔槽的高度。

進(jìn)一步地，還包括對(duì)所述實(shí)驗(yàn)進(jìn)行拍攝的拍攝裝置。

再進(jìn)一步地，所述煤層模擬板包括第一煤層模擬板、以及設(shè)置在所述第一煤層模擬板上方的第二煤層模擬板，所述預(yù)留模擬煤柱層包括布設(shè)在所述第一煤層模擬板兩側(cè)的第一預(yù)留模擬煤柱層、以及布設(shè)在所述第二煤層模擬板兩側(cè)的第二預(yù)留模擬煤柱層，所述巖體模擬層包括設(shè)置在所述第一煤層模擬板和所述第二煤層模擬板之間的第一巖體模擬層、以及設(shè)置在所述第二煤層模擬板與壓板之間的第二巖體模擬層。

本發(fā)明提供一種如前所述的煤礦采空區(qū)遺煤運(yùn)移模擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)方法，包括：

將所述煤層模擬板插入所述實(shí)驗(yàn)箱，在所述煤層模擬板兩側(cè)布設(shè)預(yù)留模擬煤柱層，在實(shí)驗(yàn)箱的其他空間充填多層巖體模擬層；

對(duì)壓板上部施加載荷；