一种承压水裂隙导升高度模拟实验装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及的是模拟实验设备的加工制造领域，具体涉及的是一种主要考虑承压水体尺寸与水压的承压水裂隙导升高度模拟实验装置。
【背景技术】
[0002]对于煤矿来说，采煤工作面经常在含有承压水的地层上方推进，在工作面剧烈的采动影响下，底板容易破断，诱发承压水裂隙向上导升，进而导致承压水从下涌入工作面造成水害。为此，需要对承压水上开开采时工作面采掘扰动作用下底板破断深度特别是承压水导升高度进行分析、确定，进而优化工作面开采设计并针对性的控制涌水事故。
[0003]物理模拟实验是解释并揭示自然现象一种重要的实验室研究方法，广泛应用于采矿、水利、铁道等部门。目前对于岩层破坏高度的研究大多集中在顶板，底板相对较少，这一方面与工作面主要承受来自顶板的压力有关，同时也与考虑承压水水压、底板破断深度等多因素作用下相对难以分析有关所以导致现有的模型存在以下缺点:
[0004]1、目前在物理相似模型中，没有考虑承压水体的尺寸，实时上，虽然工作面在承压水上推进，但承压水的范围是一定的，这从根本上决定了突出的区域性特点，而现在很多实验装置大多无法根据现场承压水赋存的实际尺寸来构建实验，与工程情况联系不紧密；
[0005]2、无法准确模拟承压水的水压对底板的“鼓起”效应，即无法准确刻画承压水水压。
[0006]3、观测方法大多是在底板埋设压力传感器，该方法相当于人为在底板建立了“障碍物”，不利于应力与位移的传递，监测方法不灵敏、结果失真且带有不确定性。
【实用新型内容】
[0007]本实用新型目的是提供一种承压水裂隙导升高度模拟实验装置，它能有效地解决【背景技术】中所存在的问题。
[0008]为了解决【背景技术】中所存在的问题，它包含一个千斤顶固定框I，该千斤顶固定框I的下底面处通过固定点2与地面9接触，所述的千斤顶固定框I整体为长方体结构，其内部的两侧分别固定有边框3，该边框3的外侧通过固定钢筋4与千斤顶固定框I的内壁固定连接，所述边框3的内部设置有模拟模型5，该模拟模型5的上顶面处设置有上顶板6，所述模拟模型5的下底面处设置有数个等距排列的承压千斤顶7，该承压千斤顶7的一端与模拟模型5的下底面接触，其另一端安装在千斤顶固定框I内部的下底面上，所述千斤顶固定框I内部的上顶面处固定有数个加载千斤顶8，该加载千斤顶8的另一端顶在上顶板6上。
[0009]由于采用了以上技术方案，本实用新型具有以下有益效果:
[0010]1、考虑并能够模拟承压水水体的尺寸，可随承压水尺寸变化调整模型中对应千斤顶的位置，得到承压水体在模型中准确的面积，故能够更好的圈定承压水鼓起效应的作用区域；
[0011]2、以精确控制的力代替水压，实现了承压水水压的可控、可调性，更符合工程实践情况。
【附图说明】
[0012]为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0013]图1是本实用新型的结构示意图。
【具体实施方式】
[0014]为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
[0015]实施例1
[0016]参看图1，本实施例包含一个千斤顶固定框I，该千斤顶固定框I的下底面处通过固定点2与地面9接触，所述的千斤顶固定框I整体为长方体结构，其内部的两侧分别固定有边框3，该边框3的外侧通过固定钢筋4与千斤顶固定框I的内壁固定连接，所述边框3的内部设置有模拟模型5，该模拟模型5的上顶面处设置有上顶板6，所述模拟模型5的下底面处设置有数个等距排列的承压千斤顶7，该承压千斤顶7的一端与模拟模型5的下底面接触，其另一端安装在千斤顶固定框I内部的下底面上，所述千斤顶固定框I内部的上顶面处固定有数个加载千斤顶8，该加载千斤顶8的另一端顶在上顶板6上。
[0017]实施例2
[0018]利用高精度激光全站仪对底板破断深度和承压水裂隙导升带进行精确扫描，降低误差，同时不会如现有埋设传感器那样破坏模型的整体性与变形的协调性。
[0019]根据工程实践中承压水水体水文地质特征的监测分析及计算得出的承压水水体走向长度L，结合模型宽度W，得出承压水体在模型中的面积A = L X W。以可以精确控制的承压千斤顶7提供力源(F，N)，将力施加至得到的面积A(m2)，结合承压水的实际水压P(MPa)，按照P = F/A，即F = PXA,反推加载千斤顶8所需要提供的力F(N)以代替水压模拟。装置中承压千斤顶7可随承压水水体尺寸变化调整模型中对应承压千斤顶7的位置，得到承压水体在模拟模型5中准确的面积A(m2)。通过加载千斤顶8完成完成工作面上覆岩层载荷的施加，承压千斤顶7完成对应的下覆承压水水压的施加，利用高精度激光全站仪对底板破断深度和承压水裂隙导升带进行精确扫描，分析得出随着煤层的开采过程底板的破断深度与承压水裂隙导升带的高度，指导工程实践。
[0020]最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。
【主权项】
1.一种承压水裂隙导升高度模拟实验装置，其特征在于它包含一个千斤顶固定框(I)，该千斤顶固定框(I)的下底面处通过固定点(2)与地面(9)接触，所述的千斤顶固定框(I)整体为长方体结构，其内部的两侧分别固定有边框(3)，该边框(3)的外侧通过固定钢筋(4)与千斤顶固定框(I)的内壁固定连接，所述边框(3)的内部设置有模拟模型(5)，该模拟模型(5)的上顶面处设置有上顶板(6)，所述模拟模型(5)的下底面处设置有数个等距排列的承压千斤顶(7)，该承压千斤顶(7)的一端与模拟模型(5)的下底面接触，其另一端安装在千斤顶固定框(I)内部的下底面上，所述千斤顶固定框(I)内部的上顶面处固定有数个加载千斤顶(8)，该加载千斤顶(8)的另一端顶在上顶板(6)上。
【专利摘要】本实用新型公开了一种承压水裂隙导升高度模拟实验装置，它包含一个千斤顶固定框(1)，该千斤顶固定框(1)的下底面处通过固定点(2)与地面(9)接触，所述的千斤顶固定框(1)整体为长方体结构，其内部的两侧分别固定有边框(3)，该边框(3)的外侧通过固定钢筋(4)与千斤顶固定框(1)的内壁固定连接，所述边框(3)的内部设置有模拟模型(5)，该模拟模型(5)的上顶面处设置有上顶板(6)。本实用新型考虑并能够模拟承压水水体的尺寸，可随承压水尺寸变化调整模型中对应千斤顶的位置，得到承压水体在模型中准确的面积，故能够更好的圈定承压水鼓起效应的作用区域。
【IPC分类】G01N3/12
【公开号】CN205280507
【申请号】CN201521143075
【发明人】崔峰
【申请人】西安科技大学
【公开日】2016年6月1日
【申请日】2015年12月31日