有左立板3和右立板4，底座2上表面中部设有支撑柱5，支撑柱5左侧和右侧分别铰接有左固定底板6和右固定底板7，左固定底板6为左端开口的中空结构，左固定底板6左端插设有左活动底板8，左固定底板6和左活动底板8在侧面沿前后方向对应设有一排左插孔9，左插孔9内插设有左插销；
右固定底板7为右端开口的中空结构，右固定底板7左端插设有右活动底板10，右固定底板7和右活动底板10在侧面沿如后方向对应设有一排右插孔11，右插孔11内插设有右插销；
底座2上表面设有用于支撑左固定底板6保持水平状态的左垫块12和用于支撑右固定底板7保持水平状态的右垫块13 ;
左立板3和右立板4的前侧以及左立板3和右立板4的后侧分别设有透明护板14，透明护板14自上而下由多层拼接而成，每层透明护板14分别通过螺栓安装到左立板3和右立板4上；左立板3、右立板4、左固定底板6和右固定底板7之间合围成的长方体型空腔内有次序布置有成型砌块15，相邻两层成型砌块15之间设有应力感应器，成型砌块15上表面铺设有模拟地表层16。
[0019]左立板3和右立板4的宽度为100mm、高度为1600mm ;底座2的长度为1700mm ;左固定底板6和右固定底板7的宽度为100_。
[0020]本发明的滑动构造带下覆岩反倾垮落相似模拟试验方法，包括以下步骤:
(I )、根据模拟岩层情况选定沙子、石灰、碳酸钙；
(2)、根据模拟岩层情况配比所选沙子、石灰、碳酸钙；
(3)、根据按煤层埋深所设计试验架按比率使所选沙子、石灰、碳酸钙成型砌块15;
(4)、根据滑动构造带下地质构造在所设计长方体型空腔内逐层铺设所制成型砌块15，成型砌块15模拟为煤层；
(5)、根据逐层铺设所制成型砌块15嵌入应力传感器；
(6)、根据逐层铺设所制成型砌块15的标记观测点；
(7)、根据逐层铺设所制成型砌块15，在左立板3和右立板4两侧安装透明护板14；
(8)、在模拟试验装置的支架I前架设全站仪；
(9)、去掉透明护板14，将某一些成型砌块15逐步抽出，这样相当于开采模拟煤层； (10)、根据全站仪和数字照相方法观测逐步开采模拟煤层时成型砌块15的岩层位移；
(11)、根据所铺设应力传感器接收逐步开采模拟煤层时岩层应力情况。
[0021]步骤(2)中沙子、石灰、碳酸钙质量配比为7 ;3 ;7。步骤(3)制造成型砌块15时根据煤层、顶板、关键层做成不同规格。所述步骤(6)中的标记观测点设在左立板3或右立板4上。步骤(9)中开挖煤层时只需去掉最下层一块护板即可。
[0022]本实施例并非对本发明的形状、材料、结构等作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。
【主权项】
1.滑动构造带下覆岩反倾垮落相似模拟试验装置，其特征在于:包括支架和设在支架上的底座，底座左侧和右侧分别垂直设有左立板和右立板，底座上表面中部设有支撑柱，支撑柱左侧和右侧分别铰接有左固定底板和右固定底板，左固定底板为左端开口的中空结构，左固定底板左端插设有左活动底板，左固定底板和左活动底板在侧面沿如后方向对应设有一排左插孔，左插孔内插设有左插销； 右固定底板为右端开口的中空结构，右固定底板左端插设有右活动底板，右固定底板和右活动底板在侧面沿前后方向对应设有一排右插孔，右插孔内插设有右插销； 底座上表面设有用于支撑左固定底板保持水平状态的左垫块和用于支撑右固定底板保持水平状态的右垫块； 左立板和右立板的前侧以及左立板和右立板的后侧分别设有透明护板，透明护板自上而下由多层拼接而成，每层透明护板分别通过螺栓安装到左立板和右立板上； 左立板、右立板、左固定底板和右固定底板之间合围成的长方体型空腔内有次序布置有成型砌块，相邻两层成型砌块之间设有应力感应器，成型砌块上表面铺设有模拟地表层。2.根据权利要求1所述的滑动构造带下覆岩反倾垮落相似模拟试验装置，其特征在于:所述左立板和右立板的宽度为100mm、高度为1600mm ;底座的长度为1700mm ;左固定底板和右固定底板的宽度为100mm。3.根据权利要求1或2所述的滑动构造带下覆岩反倾垮落相似模拟试验方法，其特征在于:包括以下步骤: (I )、根据模拟岩层情况选定沙子、石灰、碳酸钙； (2)、根据模拟岩层情况配比所选沙子、石灰、碳酸钙； (3)、根据按煤层埋深所设计试验架按比率使所选沙子、石灰、碳酸钙成型砌块； (4)、根据滑动构造带下地质构造在所设计长方体型空腔内逐层铺设所制成型砌块，成型砌块模拟为煤层； (5)、根据逐层铺设所制成型砌块嵌入应力传感器； (6 )、根据逐层铺设所制成型砌块的标记观测点； (7)、根据逐层铺设所制成型砌块在所设计左立板和右立板两侧加上透明护板； (8)、在模拟试验装置的支架前架设全站仪； (9)、去掉透明护板，将某一些成型砌块逐步抽出，这样相当于开采模拟煤层； (10)、根据全站仪和数字照相方法观测逐步开采模拟煤层时成型砌块的岩层位移； (11)、根据所铺设应力传感器接收逐步开采模拟煤层时岩层应力情况。4.根据权利要求3所述的滑动构造带下覆岩反倾垮落相似模拟试验方法，其特征在于:所述步骤(2)中沙子、石灰、碳酸钙质量配比为7 ;3 ;7。5.根据权利要求3所述的滑动构造带下覆岩反倾垮落相似模拟试验方法，其特征在于:所述步骤(3)制造成型砌块时根据煤层、顶板、关键层做成不同规格。6.根据权利要求3所述的滑动构造带下覆岩反倾垮落相似模拟试验方法，其特征在于:所述步骤(6)中的标记观测点设在左立板或右立板上。7.根据权利要求3所述的滑动构造带下覆岩反倾垮落相似模拟试验方法，其特征在于:所述步骤(9)中开挖煤层时只需去掉最下层一块护板即可。
【专利摘要】滑动构造带下覆岩反倾垮落相似模拟试验装置及方法，该装置包括支架、底座、左立板、右立板、支撑柱、左固定底板、右固定底板、左活动底板、右活动底板、左垫块、右垫块、透明护板和成型砌块。该模拟试验方法对模拟煤层进行开挖，使采空区顶板自然垮落，岩体应力开始变化，岩体逐渐移动，逐渐影响到地表，所有应力变化都会通过应力传感器反映到电脑上，岩体移动变化通过全站仪和数字照相方法得到观测，整个过程中不会出现像传统试验时出现的模拟岩层不垮落、难垮落或完全垮塌等不定的情况。本发明具有操作简单、劳动量小、可重复利用等优点，该实验装置可随意调换角度、可满足各种滑动构造下采煤的模拟试验。
【IPC分类】G01N33/24
【公开号】CN104965058
【申请号】CN201510344361
【发明人】宋常胜, 郭文兵, 孙恒山, 李红旭, 梁念
【申请人】河南理工大学
【公开日】2015年10月7日
【申请日】2015年6月19日