一进液口311到每个第一出液口 313之间的距离均相同。所述第一出液口 313为整排间隔均匀地设置，该第一出液口 313距离合金块31的左侧上边界为2~6mm，相邻两个第一出液口 313之间间距为4~6cm，每个第一出液口 313的直径为3~6mm，该第一出液口 313的形状为圆形。该第二出液口 314设置于合金块31的底部，该第二进液口 312与第二出液口 314连通(如图6至图8所示)，该第二进液口 312到每个第二出液口 314之间的距离均相同。所述第二出液口 314为两排间隔均匀地设置，该两排第二出液口 314关于合金块31的中心线对称，相邻两个第二出液口 314之间间距4~6cm，每个第二出液口 314的直径为3~6mm，该第二出液口 314的形状为圆形。
[0034]该保护煤柱33分布于开挖煤层32的两侧，该保护煤柱33用来消除应力的边界效应，保护煤柱33的长度为20~40cm。
[0035]该液压泵60设置于模型架10外，该液压泵60通过胶管70与合金块31连接，具体而言，该胶管70连通第一进液口 311与第二进液口 312。所述液压泵的流量控制在20~200ml/min，压力控制在 0.01-0.2MPa0
[0036]本实用新型的使用方法，包括以下步骤:
[0037](I)在开展煤层相似模拟实验前，需要将模型架10清理干净；
[0038](2)将挡板固定在模型架10的前后两侧；
[0039](3)根据材料的配比，利用电子称精确称取所需材料的质量，将材料放入搅拌机内搅拌均匀，配成底板20的材料，将材料铺在模型架10内，利用电动锤或者铁镐将材料夯实；
[0040](4)在底板20上均匀撒上一层厚度为2~4mm云母片；
[0041](5)将模拟开挖煤层32的合金块31左侧以及底部表面涂一层厚度为2~6_的环氧树脂胶；
[0042](6)将模拟保护煤柱33的合金块31以及模拟开挖煤层32的合金块31依次铺在底板20上面，利用电动锤或者铁镐轻轻夯实，同时在其上面均匀撒一层厚度为2~4mm的云母片；
[0043](7)根据模型搭建实际情况，在挡板正上方固定新的挡板，重复步骤3~6，直至将模型搭建到设计高度，如果实验中只开挖一层煤，则步骤5、6可省略；在模型搭建过程中，根据检测内容，需要在模型中预埋传感器；
[0044](8)待模型干燥后，只保留模型架最上方的一层挡板，其余挡板全部拆除，同时根据模型压力计算结果，在模型上方固定加压装置50，该加压装置50可以为水袋加压或者千斤顶加压；
[0045](9)开挖煤层32开挖前，通过胶管70将液压泵60和模拟开挖煤层32的合金块31相连；通过液压泵60将环氧树脂胶溶解液注入合金块31的第一进液口 311与第二进液口 312内，该液压泵60的流量控制在20~200ml/min，压力控制在0.01-0.2MPa ；
[0046](10)环氧树脂胶溶解液通过合金块31内部通道到达表面，进而将环氧树脂胶溶解，使得合金块31与周围材料的缝隙减小，在重力作用下，合金块31会掉落在底板20上，将合金块31取出即可模拟煤层的开采过程；再将胶管70与取出的合金块31右侧的合金块31相连，重复步骤9的过程，可以模拟整个工作面推进过程。
[0047]综上所述，本实用新型的设计重点在于，通过利用合金块来代替模拟煤层的开采部分，并配合在合金块的表面涂一层环氧树脂材料，再利用环氧树脂溶解液将其溶解，代替了人工开挖煤层，可以精确开挖的步距，减少了实验所需时间；且不仅可以减小手工开挖模型在尺寸上的误差，还可以降低开挖模型的劳动强度，同时可以避免开挖过程中产生的扬尘。
[0048]以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型的技术范围作任何限制，故凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。
【主权项】
1.一种煤层相似模拟实验装置，其特征在于:包括有模型架、底板、煤层、上覆岩层、加压装置以及液压泵，该底板、煤层、上覆岩层以及加压装置从下往上依次叠设于模型架内；该煤层包括有开挖煤层与保护煤柱，该保护煤柱分布于开挖煤层的两侧，该开挖煤层与保护煤柱均由合金块构成，该液压泵设置于模型架外，该液压泵通过胶管与合金块连接。
2.根据权利要求1所述的一种煤层相似模拟实验装置，其特征在于:所述合金块的长度为20~30cm，宽度为5~10cm，厚度为2~10cm，开挖煤层的长度为150~200cm，保护煤柱的长度为 20~40cm。
3.根据权利要求1所述的一种煤层相似模拟实验装置，其特征在于:所述合金块具有第一进液口、第二进液口、第一出液口以及第二出液口，该第一出液口设置于合金块的左侧上方，该第二出液口设置于合金块的底部，该第一进液口与第一出液口连通，该第二进液口与第二出液口连通，前述胶管连通第一进液口与第二进液口。
4.根据权利要求3所述的一种煤层相似模拟实验装置，其特征在于:所述第一出液口为整排间隔均匀地设置，该第一出液口距离合金块的左侧上边界为2~6mm，相邻两个第一出液口之间间距为4~6cm，每个第一出液口的直径为3~6mm，该第一进液口到每个第一出液口之间的距离均相同。
5.根据权利要求3所述的一种煤层相似模拟实验装置，其特征在于:所述第二出液口为两排间隔均匀地设置，该两排第二出液口关于合金块的中心线对称，相邻两个第二出液口之间间距4~6cm，每个第二出液口的直径为3~6mm，该第二进液口到每个第二出液口之间的距离均相同。
6.根据权利要求1所述的一种煤层相似模拟实验装置，其特征在于:所述液压泵的流量控制在20~200ml/min，压力控制在0.01-0.2MPa。
【专利摘要】本实用新型公开一种煤层相似模拟实验装置，包括有模型架、底板、煤层、上覆岩层、加压装置以及液压泵，该底板、煤层、上覆岩层以及加压装置从下往上依次叠设于模型架内；该煤层包括有开挖煤层与保护煤柱，该保护煤柱分布于开挖煤层的两侧，该开挖煤层与保护煤柱均由合金块构成，该液压泵设置于模型架外，该液压泵通过胶管与合金块连接；通过利用合金块来代替模拟煤层的开采部分，并配合在合金块的表面涂一层环氧树脂材料，再利用环氧树脂溶解液将其溶解，代替了人工开挖煤层，可以精确开挖步距，减少了实验所需时间；且不仅可以减小手工开挖模型在尺寸上的误差，还可以降低开挖模型的劳动强度，同时可以避免开挖过程中产生的扬尘。
【IPC分类】G01N33-24
【公开号】CN204287174
【申请号】CN201420723189
【发明人】郭玉森, 刘谦, 林世豪, 王世潭, 张文武, 何庆标, 赖永明, 林璐瑶
【申请人】龙岩学院
【公开日】2015年4月22日
【申请日】2014年11月27日