技术特征：
1.一种半空间瞬变电磁煤矿采空区模拟实验装置，其特征在于：包括外部的支撑架体、内部隔板和检测部件；外部支撑架体由四块板拼接而成，分别为底板、左、右侧板、后侧板，其内侧设置有多组支撑内部隔板的支撑柱，并且外部支撑架体的左、右侧板、后侧板均留有用于注水的小孔，内部隔板放置在外部支撑架体的支撑柱上，隔板内部填充模拟煤矿采空区的土体和水，并且内部隔板分为两类，第一类为竖向隔板，第二类为横向槽型隔板，分别实现采空区土体和水的横向、纵向侧线检测；内部隔板上留有用于注水的小孔，并且小孔的位置和外部支撑架体的小孔位置相对应；检测部件包括：蓄电池、滑动变阻器、发射机、接收装置、以及发射线框和接收线框；蓄电池通过滑动变阻器和发射机相连，滑动变阻器用于控制电流大小；发射线框和发射机的正负接线柱相连，发射机给发射线框输送电流；接收线框和接收装置相连接，接收线框用于接收地层的电磁感应；发射线框和接收线框由多根多芯漆包线组成，这种线电阻率高且线径小能有效的增加信号噪声比率，能最大程度的抑制自耦合效应。2.根据权利要求1所述的半空间瞬变电磁煤矿采空区模拟实验装置，其特征在于：发射线框以及接收线框，在顶部测线为左右方向布置，测线上有若干测点，具体的测点数由探测精度要求决定；发射线框和接收线框重合放置并且所观测的测点位于发射线框和接收线框的中心，当观测完一个测点后，挪动发射线框和接收线框使下一个测点位于发射线框和接收线框的中心。3.根据权利要求1所述的半空间瞬变电磁煤矿采空区模拟实验装置，其特征在于：支撑架体的左右两侧板内壁分别设有支撑柱，支撑柱为左右对称的圆柱体，且支撑柱之间均匀间隔开；所述内部隔板水槽通过支撑架体上的支撑柱放置在支撑架体上。4.根据权利要求1所述的半空间瞬变电磁煤矿采空区模拟实验装置，其特征在于：所述内部隔板设有两类：第一类为用于前后隔断的竖向隔板，第二类为用于上下隔断的槽型隔板，槽型隔板为由底板及侧向四块板组成的方形槽结构，且第二类隔板包括以下任一种：
①
槽型隔板内部设有若干条纵向分隔板，形成若干长条形槽结构，且其前后两侧与支撑架体对应位置设有通孔；
②
槽型隔板内部设有若干条横向分隔板，形成若干长条形槽结构，且其左右两侧与支撑架体对应位置设有通孔；
③
槽型隔板内部设有若干条横向和纵向的分隔板，形成若干小块方形槽结构，且其前后、左右侧与支撑架体对应位置均设有通孔。5.根据权利要求4所述的半空间瞬变电磁煤矿采空区模拟实验装置，其特征在于：第二类隔板中
①
、
②
、
③
的功能都是为了容纳土体和水，能在同一埋深上将土体和水分隔开；在模拟相对于地层不同开采方向的煤层而形成的采空区时，当采空区的前后方向尺寸大于左右方向尺寸时用
①
隔板，当采空区的左右方向尺寸大于前后方向尺寸时用
②
隔板，当采空区的前后方向尺寸和左右方向尺寸近似时用
③
隔板。6.根据权利要求1所述的半空间瞬变电磁煤矿采空区模拟实验装置，其特征在于：外部支撑架体和内部隔板的左右两侧和后侧均留有用于注水的小孔，并且小孔位置要相重合；用于注水的小孔有上下多层多列，且小孔为圆形。7.根据权利要求1所述的半空间瞬变电磁煤矿采空区模拟实验装置，其特征在于：所述外部支撑架体和内部隔板均采用钢化玻璃材料制作。8.一种半空间瞬变电磁煤矿采空区模拟实验方法，采用权利要求1~7任一项所述的半空间瞬变电磁煤矿采空区模拟实验装置，其特征在于：对于不同范围，不同走向，不同埋深
的煤矿采空区，通过不同内部隔板的组合和在不同位置处注水实现物理模拟；实验方法具体包括以下步骤：第一，根据实际的煤矿采空区埋深，范围，按照相似比确定模型中的采空区的位置；第二，根据采空区的位置和范围选取合适的内部隔板；第三，将选定的内部隔板通过支撑柱放置在外部支撑架体上；第四，将内部隔板的相应位置处，即用于模拟积水采空区的位置注入水，其它位置填充土体；第五，将装置的相应位置处，即模拟积水采空区的位置填土注水后，在顶部土层进行标记，标明注水位置，并且标记测线及测点位置，在顶部布设发射线框以及接收线框，将发射线框连接发射机，接收线框连接接收机，进行半空间瞬变电磁模拟实验研究。
技术总结
本发明公开了一种半空间瞬变电磁煤矿采空区模拟实验装置及方法，属于煤矿开采技术领域。该装置包括外部支撑架体、内部隔板和检测部件；外部支撑架体由四块板拼接而成，其内侧设置有多组支撑内部隔板的支撑柱，并且外部支撑架体的左右两侧板、后侧板均留有用于注水的小孔；内部隔板放置在外部支撑架体的支撑柱上，隔板内部填充模拟煤矿采空区的土体和水，在隔板的端部设有用于注水的小孔，并且小孔的位置和外部支撑架体的小孔位置相重合。本发明结构简单，可以模拟不同范围、不同埋深的煤矿采空区，采用非金属材料制作，对瞬变电磁干扰小，非常有利于开展半空间瞬变电磁勘探煤矿采空区模拟实验。空区模拟实验。空区模拟实验。
技术研发人员：戚庭野 张帆 冯国瑞 卫潇雅 白锦文 崔家庆 牛小红 崔博强 王昊晨
受保护的技术使用者：太原理工大学
技术研发日：2021.07.06
技术公布日：2021/11/2