一种模拟煤层开采试验装置制造方法
【专利摘要】一种模拟煤层开采试验装置，适用于研究不同采场面积、不同空间结构、不同开采速度模拟条件下上覆岩层垮落的规律，通过与其他监测仪器结合可以研究覆岩失稳破坏的前兆信息和受力状态。它包括液压支架组，液压支架组固定在钢板底座上，各单体液压支架呈直线排列，每个单体液压支架均可单独控制，自由伸缩，每个单体液压支架的顶端均固定有一尺寸相同的平板，各平板间隙排列构成一条形平面板，每块平板上均设有一尺寸相同的煤岩块，煤岩块间隙排列构成一条形煤岩块组，煤岩块组整体结构呈长大于宽，宽大于高；煤岩块组的上部设有与其尺寸大小相同的岩石板，岩石板的上方设有可向岩石板施加压力的压力机。
【专利说明】一种模拟煤层开采试验装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种试验装置，尤其一种适用于模拟煤层开采试验装置，主要是用来研究不同采场面积、不同空间结构、不同开采速度煤层下上覆岩层垮落的规律，对现场煤层安全开采做出定性或定量指导。
【背景技术】
[0002]煤层开采必然引起岩体向采空区内移动，岩层移动将造成采动损害等相关问题。随着煤层开采，会形成矿山压力显现，引起采场和巷道顶板的下沉、垮落和来压，甚至引发冲击地压等灾害；另一方面，采动会形成采动裂隙，引起周围煤体中水与瓦斯流动，导致井下瓦斯事故和突水事故。因此，对研究煤层开采过程，上覆岩层移动规律尤为必要。而不同的采场面积，空间结构及开采速度，对上覆岩层移动变形影响不同。本实用新型依据几何相似、物理场相似、运动相似等准则，可模拟研究煤层开采过程各参数变化规律的装置。
【发明内容】
[0003]本实用新型的目的是克服已有技术中的不足，提供一种结构简单、易操作、效果好的模拟煤层开采试验装置。
[0004]为实现上述目的，本实用新型的模拟煤层开采试验装置，包括由多个单体液压支架组合而成的液压支架组，液压支架组固定在钢板底座上，各单体液压支架呈直线排列，每个单体液压支架均可单独控制，自由伸缩，每个单体液压支架的顶端均固定有一尺寸相同的平板，各平板间隙排列构成一条形平面板，每块平板上均设有一尺寸相同的煤岩块，煤岩块间隙排列构成一条形煤岩块组，煤岩块组整体结构呈长大于宽，宽大于高；煤岩块组的上部设有与其尺寸大小相同的岩石板，岩石板的上方设有可向岩石板施加压力的压力机。
[0005]所述的煤岩块采用型煤加工工艺机械加工压制而成。
[0006]所述的岩石板由沙子、石膏、水泥混合预制而成。
[0007]有益效果:本实用新型适用于研究不同采场面积、不同空间结构、不同开采速度模拟条件下上覆岩层垮落的规律，通过与其他监测仪器结合可以研究覆岩失稳破坏的前兆信息和受力状态。通过控制单体液压支架的自由升降控制各小煤岩块，空间状态，形成采场空间，同时不影响其他小煤岩块原始状态；同时可通过控制不同煤岩块组尺寸大小、加载协同上覆不同岩层及不同时间以达到模拟研究不同采场面积，不同空间结构，不同开采速度下上覆岩层垮落规律的功能。可模拟出煤层开采动态过程，实现对不同采场面积，不同空间结构，不同开采速度下上覆岩层移动变形规律的研究，且可进行各不同条件下的分析对比，总结出不同实验模拟条件下上覆岩层移动变形规律。其结构简单，操作方便，在本【技术领域】内具有广泛的实用性。
【专利附图】
【附图说明】
[0008]图1为本实用新型的主视结构示意图。
[0009]图2为本实用新型的侧视结构示意图。
[0010]图3为本实验新型的实例结构示意图。
[0011]图中:压力机-1，岩石板_2，煤岩块组-3，煤岩块-31，平板_4，液压支架组_5，单体液压支架-51，钢板底座_6。
【具体实施方式】
[0012]下面结合附图对本实用新型的一个实施例作进一步的描述:
[0013]如图1和图2所示，本实用新型的模拟煤层开采试验装置，主要由压力机1、岩石板
2、煤岩块组3、液压支架组5构成，所述的液压支架组5由多个单体液压支架51组合而成，液压支架组5固定在钢板底座6上，各单体液压支架51呈直线排列，每个单体液压支架51均可单独控制，自由伸缩，每个单体液压支架51的顶端均固定有一尺寸相同的平板4，各平板4间隙排列构成一条形平面板，每块平板4上均设有一尺寸相同的煤岩块31，所述的煤岩块31米用型煤加工工艺机械加工压制而成。煤岩块31间隙排列构成一条形煤岩块组3,煤岩块组3整体结构呈长大于宽，宽大于高；煤岩块组3的上部设有与其尺寸大小相同的岩石板2，所述的岩石板2由沙子、石膏、水泥混合预制而成。岩石板2的上方设有可向岩石板2施加压力的压力机I。
[0014]工作原理及过程:初始状态时，各单体液压支架51处于最大伸出状态，其顶部固定一平板41且位于同一水平线；各平板41上放置煤岩块31，各煤岩块31之间平行、紧邻放置于各平板之上进而组成煤岩块组3 ;煤岩块组3上部放置岩石板2 ;而岩石板2上部中间位置由压力机I顶端向其施加一定压力；如图3所示，在进行煤层开采模拟实验过程时，可利用外部控制系统单独控制某个单体液压支架51下降，进而可将与之对应的煤岩块31采下，上述描述为一循环，即为模拟采煤机开采过程这一循环工艺，可通过对不同循环时间的控制，以实现对不同开采速度这一功能的模拟；同时可设定不同煤岩块组3、岩石板2大小及压力机I不同加卸载协同作用，实现不同采场空间及不同空间结构对上覆岩层移动变形规律的模拟；另外可综合控制不同模拟实验条件，模拟研究各因素综合作用下上覆岩层移动变形规律。在实施过程中，在岩石板2下表面设置应变片、传感器(微震、声发射、压力)等信号采集设施，可采集煤层开采过程中各关键参数，为指导煤层安全高效开采提供有效参考数据。
【权利要求】
1.一种模拟煤层开采试验装置，其特征在于:它包括由多个单体液压支架(51)组合而成的液压支架组(5)，液压支架组(5)固定在钢板底座(6)上，各单体液压支架(51)呈直线排列，每个单体液压支架(51)均可单独控制，自由伸缩,每个单体液压支架(51)的顶端均固定有一尺寸相同的平板(4)，各平板(4)间隙排列构成一条形平面板，每块平板(4)上均设有一尺寸相同的煤岩块(31),煤岩块(31)间隙排列构成一条形煤岩块组(3),煤岩块组(3)整体结构呈长大于宽，宽大于高；煤岩块组(3)的上部设有与其尺寸大小相同的岩石板(2),岩石板(2)的上方设有可向岩石板(2)施加压力的压力机(I)。
2.根据权利要求1所述的模拟煤层开采试验装置，其特征在于:所述的煤岩块(31)采用型煤加工工艺机械加工压制而成。
【文档编号】G01N33/24GK203858241SQ201420175889
【公开日】2014年10月1日 申请日期:2014年4月14日 优先权日:2014年4月14日
【发明者】王亮, 程龙彪, 程远平 申请人:中国矿业大学