[發明專利]一種煤層底板災害模擬裝置及方法

有效

• 申請號: 202010312846.4
• 申請日: 2020-04-20
• 公開（公告）號: CN111596031B
• 公開（公告）日: 2021-11-02
• 發明（設計）人: 孫文潔;武強;董東林;林剛;曾一凡;劉守強;楊恒
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學（北京）
• 主分類號: G01N33/24
• 分類號: G01N33/24;G01M13/00;G01M10/00;E21C41/18
• 代理公司: 北京風雅頌專利代理有限公司 11403
• 代理人: 王剛

本說明書一個或多個實施例提供的一種煤層底板災害模擬裝置及方法，包括：模擬箱及控制機構；所述模擬箱，用于承載試驗主體，所述模擬箱的一側設置有觀察窗；所述控制機構設置于所述模擬箱上與所述觀察窗相對一側，用于控制所述試驗主體。本說明書一個或多個實施例通過不同的試驗主體模擬現有煤層開采中主要遇到的地質結構，通過控制機構進行煤層開采的模擬，并通過觀察窗觀測模擬的地質變化情況。整體裝置具有結構簡單，易于觀察的優點，能夠直觀形象的模擬煤層開采過程中底板突水水害成災的機理，可以準確的根據模擬進行災害的預測和預警，同時有利于災后的救援和修復。

技術領域

本說明書一個或多個實施例涉及煤炭開采技術領域，尤其涉及一種煤層底板災害模擬裝置及方法。

背景技術

近年來，隨著科學技術的進步，煤礦生產與建設過程中的裝備、工藝、技術都有了極大的提高，但煤礦事故，特別是煤礦底板突水事故仍然頻繁發生。煤層底板突水實質是煤層下伏承壓水沿采煤工作面底板隔水層巖體內部通道突破底板隔水層的阻隔，以突發、緩發或滯發的形式向上涌人工作面采空區的過程。

然而，傳統的突水預測方法未考慮空間變化及時間動態變化，致使突水預測偏離實際。致使礦井突水量和經常性涌水量的預測不準。

發明內容

有鑒于此，本說明書一個或多個實施例的目的在于提出一種煤層底板災害模擬裝置及方法。

基于上述目的，本說明書一個或多個實施例提供一種煤層底板災害模擬裝置，包括：模擬箱及控制機構；

所述模擬箱，用于承載試驗主體，所述模擬箱的一側設置有觀察窗；

所述控制機構設置于所述模擬箱上與所述觀察窗相對一側，用于控制所述試驗主體。

在一些實施方式中，所述試驗主體包括：含水層、導升帶、隔水層、破壞帶及煤層；

所述含水層、所述導升帶、所述隔水層、所述破壞帶及所述煤層依次層疊排放于所述模擬箱中，所述含水層為最底層。

在一些實施方式中，所述試驗主體包括：含水層、導升帶、隔水層、破壞帶、煤層及斷層；

所述含水層、所述導升帶、所述隔水層、所述破壞帶及所述煤層依次層疊排放于所述模擬箱中，所述含水層為最底層；

所述斷層貫穿所述含水層、所述導升帶、所述隔水層、所述破壞帶及所述煤層。

在一些實施方式中，所述斷層的貫穿角度為與水平方向形成55度角或與水平方向形成70度角。

在一些實施方式中，所述試驗主體包括：含水層、隔水層、煤層及陷落柱；

所述含水層、所述隔水層及所述煤層依次層疊排放于所述模擬箱中，所述含水層為最底層；所述陷落柱貫穿所述含水層、所述隔水層及所述煤層。

在一些實施方式中，所述模擬箱與所述觀察窗相對一側設置有支撐板，所述控制機構包括：煤層控制組件；

所述煤層控制組件包括設置于所述支撐板的外側面的煤層動力單元、貫穿所述支撐板并與所述煤層動力單元傳動連接的傳動桿、設置于所述傳動桿上的傳動鏈輪及設置于所述模擬箱上的傳感單元；

所述傳動鏈輪與所述煤層傳動連接，用于拖動所述煤層；

所述傳感單元，用于觀測所述煤層的運動狀態，根據所述運動狀態控制所述煤層動力單元。

在一些實施方式中，所述模擬箱與所述觀察窗相對一側設置有支撐板，所述控制機構包括：破壞帶控制組件；

所述破壞帶控制組件包括設置于所述支撐板的外側面的破壞帶動力單元及破壞帶減速單元、設置于所述支撐板的內側面的破壞帶支撐平臺、同步輪、從動輪、傳動帶及破壞帶頂塊；