[發明專利]無煤柱自成巷自動化開采模型試驗裝置與方法

有效

• 申請號: 202010067323.8
• 申請日: 2020-01-20
• 公開（公告）號: CN111239366B
• 公開（公告）日: 2022-06-21
• 發明（設計）人: 王琦;遲寶鎖;江貝;王建文;肖宇馳;楊軍;劉輝;曾昭楠;王亞軍;陳菲
• 申請（專利權）人: 王琦
• 主分類號: G01N33/24
• 分類號: G01N33/24;G01N29/14;G01B21/02;E21C25/06
• 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.無煤柱自成巷自動化開采模型試驗裝置，其特征在于，包括組合式反力裝置、柔性加載裝置、自動開采成巷裝置、監測裝置及智能控制中心，所述智能控制中心通過無線方式對柔性加載裝置、自動開采成巷裝置進行控制且能夠接收、處理并儲存由監測裝置獲得的數據；

其中，柔性加載裝置能夠對組合式反力裝置內部的模型體進行柔性加載，包括若干設置于框架的頂部和側面的加載油缸；所述加載油缸連接加載板，且加載板端部依次設置調整層和傳力層；

自動開采成巷裝置包括開采模擬裝置和切縫模擬裝置，開采模擬裝置能夠模擬巷道的掘進和工作面開采；切縫模擬裝置能夠對模型體進行切割以形成切縫；監測裝置，設于組合式反力裝置外側，用于對試驗過程中的圖像及數據進行采集和儲存。

2.根據權利要求1所述的無煤柱自成巷自動化開采模型試驗裝置，其特征在于，所述開采模擬裝置包括微型采掘機，切縫模擬裝置包括無線切割機或激光切割儀，微型采掘機、無線切割機或激光切割儀能夠通過無線方式與智能控制中心通訊。

3.根據權利要求2所述的無煤柱自成巷自動化開采模型試驗裝置，其特征在于，所述監測裝置包括無線監測元件和數字照相裝置，其中，數字照相裝置設置于組合式反力裝置外側，無線監測元件用于監測模型體狀態。

4.根據權利要求3所述的無煤柱自成巷自動化開采模型試驗裝置，其特征在于，所述無線監測元件包括按設定要求布設的無線應變測點、無線微型壓力盒、無線位移測點和無線聲發射測點。

5.根據權利要求1所述的無煤柱自成巷自動化開采模型試驗裝置，其特征在于，所述調整層和傳力層為納米橡膠層，且調整層設置為蜂窩狀。

6.根據權利要求1所述的無煤柱自成巷自動化開采模型試驗裝置，其特征在于，所述加載油缸通過高壓油管與位于組合式反力裝置外部的液壓泵站相連，所述液壓泵站與智能控制中心相連以實現對模型體的加載和卸壓。

7.根據權利要求1所述的無煤柱自成巷自動化開采模型試驗裝置，其特征在于，所述組合式反力裝置包括模塊化反力墻和框架，模塊化反力墻安裝于框架內，通過多個框架形成內部為空腔的立體結構。

8.根據權利要求7所述的無煤柱自成巷自動化開采模型試驗裝置，其特征在于，所述框架包括頂梁、側梁和底梁，且頂梁與底梁之間、側梁之間連接加勁肋；相鄰框架的頂梁、側梁和底梁分別連接在一起；所述框架內側涂抹有低摩阻材料。

9.根據權利要求7所述的無煤柱自成巷自動化開采模型試驗裝置，其特征在于，所述框架側面開設開挖洞口和透視窗口，透視窗口位于開挖洞口上方。

10.無煤柱自成巷自動化開采模型試驗方法，其特征在于，采用如權利要求3或4所述的試驗裝置，包括：

分層攤鋪模型體相似材料并碾壓夯實，直至填筑完成；在填筑模型體相似材料過程中，埋設無線監測元件，并架設數字照相裝置；觀察無線監測元件是否工作正常；

待模型體晾干后封頂，采用柔性加載裝置對模型體的上表面、側表面進行加載；在荷載達到設計地應力值后穩壓設定時間，將切縫模擬裝置放置在待模擬切縫部位，通過切縫模擬裝置對模型體進行切割從而形成切縫；

將微型采掘機放置在開挖洞口，進行切割回采；待微型采掘機開采掘進完成后，將采集到的試驗數據進行提取和處理。