[發明專利]一種煤層開采相似模擬三維試驗裝置

在審

• 申請號: 202011299405.1
• 申請日: 2020-11-19
• 公開（公告）號: CN112285327A
• 公開（公告）日: 2021-01-29
• 發明（設計）人: 王兆會;唐岳松;弓昊;徐國梁
• 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;G09B25/00
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 孫玲

本發明公開了一種煤層開采相似模擬三維試驗裝置，涉及煤炭開采模擬試驗技術領域，包括：試驗臺本體和開采高度限制板；試驗臺本體上設有煤層模擬部，煤層模擬部的上方用于填設各巖石或土體層；煤層模擬部包括多個模擬板，各模擬板并排設置，任意一模擬板均能夠沿其長度方向滑動，工作人員可通過抽拉不同的模擬板組合來分別進行首采工作面模擬試驗、鄰空工作面模擬試驗以及孤島工作面模擬試驗，另外，開采高度限制板平行于煤層模擬部設置且位于煤層模擬部的下方，開采高度限制板的高度可調節，因此，本試驗裝置能夠進行不同開采高度下的模擬試驗；本發明提供的煤層開采相似模擬三維試驗裝置能夠滿足測量多種不同條件下的煤層開采模擬試驗。

技術領域

本發明涉及煤炭開采模擬試驗技術領域，特別是涉及一種煤層開采相似模擬三維試驗裝置。

背景技術

隨著社會的發展，能源消耗量持續上升，其中煤炭消耗量占據了絕對的優勢，在煤炭開采的過程中，安全、綠色始終作為永恒的主題，利用相似模擬試驗能直觀地對煤炭開采后引發的頂板破斷、上覆巖層運移以及地表變形進行觀測；然而現階段使用的模擬試驗臺條件單一、邊界條件模擬適用情況較低。因此亟需一種新型的煤層開采相似模擬三維試驗裝置。

發明內容

本發明的目的是提供一種煤層開采相似模擬三維試驗裝置，以解決上述現有技術存在的問題，使得一個試驗裝置能夠滿足測量多種不同條件下的煤層開采模擬試驗。

為實現上述目的，本發明提供了如下方案：

本發明提供一種煤層開采相似模擬三維試驗裝置，包括：試驗臺本體和開采高度限制板；所述試驗臺本體上設有煤層模擬部，所述煤層模擬部的上方用于填設各巖石或土體層；所述煤層模擬部包括多個模擬板，各所述模擬板并排設置且相鄰的兩個模擬板之間不存在間隙，任意一所述模擬板均能夠沿其長度方向滑動，所述開采高度限制板平行于所述煤層模擬部設置且位于所述煤層模擬部的下方，所述開采高度限制板的高度可調節。

優選的，所述試驗臺本體上還設有煤柱模擬部，所述煤柱模擬部包括若干條煤柱模擬帶，各所述煤柱模擬帶均可拆卸設置，各所述煤柱模擬帶均平行于各所述模擬板且均位于所述煤層模擬部上表面。

優選的，所述試驗臺本體包括底座和巖層框體；所述巖層框體為一個立方體形殼體，所述巖層框體的上下均敞口設置，所述巖層框體的下開口朝向所述底座并可拆卸固定設置于所述底座上，所述煤層模擬部中的兩邊緣的兩個所述模擬板均沿所述模擬板的長度方向滑動連接于所述底座上，任意相鄰的兩個所述模擬板均沿其長度方向滑動連接，且滑動各所述模擬板能夠將所述巖層框體的下開口密封，所述巖層框體用于盛裝巖層和土層。

優選的，所述開采高度限制板通過若干個高度控制液壓缸來控制其上下移動。

優選的，所述開采高度限制板通過四個所述高度控制液壓缸來控制，四個所述高度控制液壓缸均布于所述開采高度限制板的下方，且各所述高度控制液壓缸的驅動端頂緊于各所述開采高度限制板下表面。

優選的，還包括邊界框，所述邊界框設有一個與所述巖層框體的下開口大小相同、形狀一致的開口，所述邊界框可拆卸固定設置于所述底座上且所述邊界框的開口正對于所述巖層框體的下開口；各所述煤柱模擬帶的兩端分別可拆卸固定設置于所述邊界框中開口的相對的兩端，形成所述煤柱模擬部。

優選的，還包括抽氣裝置和密封板，所述底座為一上敞口的殼體，所述巖層框體的下開口對應于所述底座的上開口設置，所述煤層模擬部滑動連接于所述底座的上開口的邊沿上，所述密封板設置于所述殼體上開口并能夠將所述底座不對應于所述巖層框體的部分上開口密封，所述抽氣裝置的抽氣端連通于所述殼體內部。