[發明專利]厚松散層底含疏水沉降立井井筒偏斜機理模型試驗裝置及方法

有效

• 申請號: 202010568569.3
• 申請日: 2020-06-19
• 公開（公告）號: CN111794737B
• 公開（公告）日: 2021-06-01
• 發明（設計）人: 彭世龍;程樺;姚直書;余大有;孫家應;劉孝孔;榮傳新;王曉健;林鍵;蔡海兵;李存祿;李華;秦志強;張亮亮;王雪松
• 申請（專利權）人: 安徽建筑大學;安徽理工大學;安徽省煤田地質局第一勘探隊;臨沂礦業集團菏澤煤電有限公司
• 主分類號: E21B49/00
• 分類號: E21B49/00;E21B47/02;G01B11/16;G01N33/24
• 代理公司: 北京五洲洋和知識產權代理事務所(普通合伙) 11387
• 代理人: 劉春成;徐麗娜

1.一種厚松散層底含疏水沉降立井井筒偏斜機理模型試驗裝置，其特征在于，包括箱體、立井井筒、液壓加載系統和數據監測系統，其中，

所述箱體用于容納土體，所述土體在所述箱體內自上而下依次包括上覆地層和底部含水層，所述底部含水層的底部鋪填有煤層水袋，所述底部含水層的頂部鋪填有底含水袋，所述煤層水袋和所述底含水袋內均填充有水，所述煤層水袋和所述底含水袋內的水均能夠排出所述箱體外；

所述立井井筒設置在所述箱體內，所述立井井筒自上而下依次穿越所述上覆地層和所述底部含水層；

所述液壓加載系統包括油缸，所述油缸位于所述土體的上方，所述油缸能夠為所述土體提供壓力；

所述數據監測系統包括第一光纖、第二光纖、土壓力盒和數據采集器，所述第一光纖和若干所述土壓力盒均設置在土體內，所述第二光纖設置在所述立井井筒的外表面，所述第一光纖和所述第二光纖均與所述數據采集器通訊連接，所述土壓力盒通過數據線與所述數據采集器通訊連接。

2.根據權利要求1所述的模型試驗裝置，其特征在于，

所述底含水袋和所述煤層水袋均為立方體結構，所述底含水袋的長度方向和所述煤層水袋的長度方向均與所述箱體的長度方向平行，所述底含水袋的寬度方向和所述煤層水袋的寬度方向均與所述箱體的寬度方向平行。

3.根據權利要求2所述的模型試驗裝置，其特征在于，

所述底含水袋中心和所述煤層水袋中心之間的連線與所述底含水袋的橫截面和所述煤層水袋的橫截面均垂直，所述底含水袋中心和所述煤層水袋中心之間的連線與所述箱體的高度方向平行。

4.根據權利要求3所述的模型試驗裝置，其特征在于，

所述底含水袋橫截面的面積是所述煤層水袋橫截面的面積的2倍～3倍。

5.根據權利要求2所述的模型試驗裝置，其特征在于，

所述煤層水袋的排水口位于所述煤層水袋中心下方，所述底含水袋的排水口位于所述底含水袋中心下方。

6.根據權利要求5所述的模型試驗裝置，其特征在于，

與所述煤層水袋的排水口連通有第一疏水管，所述第一疏水管能夠將所述煤層水袋內的水排出至所述箱體外，與所述底含水袋的排水口連通有第二疏水管，所述第二疏水管能夠將所述煤層水袋內的水排出至所述箱體外。

7.根據權利要求6所述的模型試驗裝置，其特征在于，

所述第一疏水管上設置有第一閥門，所述第二疏水管上設置有第二閥門。

8.根據權利要求2所述的模型試驗裝置，其特征在于，

所述底含水袋的高度為10cm～20cm，所述煤層水袋的高度為3cm～8cm。

9.根據權利要求6所述的模型試驗裝置，其特征在于，

所述箱體設置在地面上，所述箱體為上方開口的立方體結構。

10.根據權利要求9所述的模型試驗裝置，其特征在于，

所述箱體的側壁上設置有多個出線孔和多個排水孔，多個所述出線孔用于將所述數據線引出所述箱體、多個所述排水孔用于將所述第一疏水管和所述第二疏水管引出所述箱體。

11.根據權利要求9所述的模型試驗裝置，其特征在于，

所述箱體的長為100cm～200cm、寬為100cm～200cm、高為100cm～150cm。

12.根據權利要求1所述的模型試驗裝置，其特征在于，

所述立井井筒與所述箱體最近的側壁之間的垂直距離大于30cm。

13.根據權利要求12所述的模型試驗裝置，其特征在于，

所述底含水袋中心和所述煤層水袋中心之間的連線與所述立井井筒的軸線平行。