CN102121384B - 一种橡胶液力袋模拟煤层开采方法 - Google Patents

一种橡胶液力袋模拟煤层开采方法 Download PDF

Info

Publication number
CN102121384B
CN102121384B CN 201110006307 CN201110006307A CN102121384B CN 102121384 B CN102121384 B CN 102121384B CN 201110006307 CN201110006307 CN 201110006307 CN 201110006307 A CN201110006307 A CN 201110006307A CN 102121384 B CN102121384 B CN 102121384B
Authority
CN
China
Prior art keywords
rubber hydraulic
rubber
bag
hydraulic bag
liquid
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN 201110006307
Other languages
English (en)
Other versions
CN102121384A (zh
Inventor
赵忠明
尹士献
吴建帮
孟武峰
王耕耀
杨志良
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Henan University of Technology
Original Assignee
Henan University of Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Henan University of Technology filed Critical Henan University of Technology
Priority to CN 201110006307 priority Critical patent/CN102121384B/zh
Publication of CN102121384A publication Critical patent/CN102121384A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102121384B publication Critical patent/CN102121384B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)

Abstract

一种橡胶液力袋模拟煤层开采方法，用胶管将橡胶液力袋、压力表、单向阀、泵站、球阀连在一起形成密闭的橡胶液力袋模拟煤层开采系统，首先配制一定浓度的液体，并检查液体流通管路是否泄漏；橡胶液力袋先充入液体，确保无空气残留；将一组橡胶液力袋水平设置在模型架上，依次充入液体；在橡胶液力袋上依次铺设性质不同的岩层；待模型晾干后，对其进行开挖；打开球阀，放出橡胶液力袋中的液体，观察岩层移动变形规律及压力表读数并记录；绘制压力表压力变化曲线；若要进行分层开采，可以依据开采量进行放液。本发明的方法简单方便，可以节省试验人员大量时间，提高了工作效率。经过样品试验，其试验结果非常理想，避免了多种影响因素。

Description

一种橡胶液力袋模拟煤层开采方法
技术领域
本发明涉及一种橡胶液力袋模拟煤层开采方法。
背景技术
为研究有用矿物采出后受采动影响岩体的变形、移动和破坏规律，常采用相似比一定的相似模拟试验于试验室对其进行定性分析。在试验室中，模拟煤层开采有一定的局限性，特别是在模拟煤层重复开采时，多种外界影响因素会破坏岩体移动变形规律。通过调查发现，曾有人用锯条、木板、电钻等来模拟煤层开采，容易造成采空区上覆岩层移动变形规律失真（与相关理论不相符）、试验模型垮塌等现象，不仅造成了一定的经济损失，还浪费了试验人员的大量时间。虽然相似模拟试验是研究矿山压力的一种有效方法，但现今在模拟煤层开采时几乎还是以前的老办法。
发明内容
本发明提供一种橡胶液力袋模拟煤层开采方法，能够更好地模拟煤层的开采，从而更好地掌握煤层开采前后的压力变化。
为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种橡胶液力袋模拟煤层开采方法，用胶管将橡胶液力袋、压力表、单向阀、泵站、球阀连在一起，组建一个密闭的橡胶液力袋模拟煤层开采系统，具体包括以下步骤：
（1）根据煤质属性及相似比，配制一定浓度的液体，并检查液体流通管路是否泄漏；
（2）在把橡胶液力袋放到模型架上之前，先充入一定量的液体，确保橡胶袋液力中无空气残留；然后将一组橡胶液力袋水平设置在模型架上，打开进口开关，依次充入液体，并确保橡胶液力袋的上表面在一个水平面上；
（3）在橡胶液力袋上依次铺设性质不同的岩层，完成相似试验模型；待模型晾干后，对其进行开挖，即开采煤层；根据试验人员设计要求，打开球阀，放出橡胶液力袋中的液体，然后观察不同情况下的岩层移动变形规律及压力表读数，并做下记录；
（4）对试验结果进行总结，绘制压力表压力变化曲线，能间接反映出在开采过程中未采煤层中的压力变化；若要进行分层开采，可以依据开采量进行放液，研究重复开采对岩层移动变形规律的影响。
所述的橡胶液力袋所能承受的压强大于等于(2～2.5)γH/ Cl，其中γ为模型中上覆岩层的平均容重，H为煤层埋藏深度，Cl为模拟试验的几何相似比；橡胶液力袋的长度等于模型架的宽度，橡胶液力袋的宽度等于模拟煤层开采过程中每次推进的距离；为限制橡胶袋上、下表面变形，将橡胶袋放到一个宽度相同、高度略大于煤层开采厚度的双层布袋中，然后在双层布袋的布层间对应于橡胶袋上、下表面各放一个1毫米厚的不锈钢板，在充满液体的情况下，其变形量不大于1毫米。
所述的橡胶液力袋包含三种，即高压强橡胶液力袋、中等压强橡胶液力袋、低压强橡胶液力袋，并根据不同强度的橡胶液力袋需配置强度不同的双层布袋。
所述的双层布袋采用抗拉、抗腐蚀的布袋。
本发明用充满液体且具有一定压力的橡胶袋来模拟煤层。根据所采煤层尺寸及试验人员每次开采进度，将充满液体、大小相同的橡胶袋平放到模型架上，使其上表面在一个水平面上，然后再依次铺上上覆岩层。每个橡胶袋上都有一个进出水口及一个压力表，要开采煤层时，只需依次打开橡胶袋，在橡胶袋的收缩力作用下，液体流出，根据压力表的读数，可掌握煤层开采前后的压力变化。另外，可以根据煤层开采厚度，限制液体的流出量，进而实现煤层的分层开采。
本发明的方法简单方便，可以节省试验人员大量时间，提高了工作效率。经过样品试验，其试验结果非常理想，避免了多种影响因素。
附图说明
图1为本发明的液压回路图；
图2为橡胶液力袋的主视图；
图3为橡胶液力袋的左视图；
图4为橡胶液力袋的俯视图。
具体实施方式
一种橡胶液力袋模拟煤层开采方法，使用了橡胶液力袋模拟煤层开采装置，如图1－4所示，该装置包括模型架，模型架上水平设置一组橡胶液力袋3，橡胶液力袋3的上面铺设上覆岩层；每个橡胶液力袋3上均设有进液口8和出液口9，橡胶液力袋3的进液口8通过管道依次连接单向阀5、扩展快速开关1、泵6、液体箱7，橡胶液力袋3的出液口9通过管道依次连接球阀2和储液箱。橡胶液力袋3与单向阀5之间的管道上设有压力表4。橡胶液力袋3为长方形的双层布袋结构，橡胶液力袋3的一侧伸出设有带进液口8的进液管道10和带出液口9的出液管道11。橡胶液力袋3的四个角以及分别与进液管道10、出液管道11的连接处均设置为弧形结构。扩展快速开关为包括一个入口开关和多个出口开关，扩展快速开关1的进液口通过管道与泵6连接，扩展快速开关1的出液口分别通过管道与一组橡胶液力袋3连通，扩展快速开关1通过管道与储液箱连通。扩展快速开关1设计有扩展接口，可以根据煤层开采尺寸控制橡胶液力袋的数量；在使用时，先打开连通液体箱的开关，关闭连通单向阀（打开单向阀的压力很小）的开关，然后向橡胶液力袋充入液体时，打开连通单向阀的开关，关闭连通液体箱的开关，当橡胶液力袋充满后，打开连通液体箱的开关，再关闭连通单向阀的开关。图1中①、②、③、④、⑤、⑥、⑦均为橡胶液力袋标号。
为了能实现较好的效果，用特殊材料加工而成的橡胶袋具有一定的形状且厚度很小，能承受一定的压力，根据理论研究，橡胶液力袋所承受的压强不小于(2～2.5)γH/Cl，其中γ为模型中上覆岩层的平均容重,H为煤层埋藏深度，Cl为模拟试验的几何相似比。液力橡胶袋的长度等于模型架的宽度，其宽度等于模拟煤层开采过程中每次推进的距离。模拟煤层开采不是一下把煤层开采完的，而是分段开采的，以便于研究煤层开采对上覆岩层的影响，所以液力袋的宽度等于模拟煤层开采过程中每次推进的距离。为限制橡胶袋上下表面变形，将橡胶袋放到一个宽度相同高度略大于煤层开采厚度的双层布袋中，然后在布层间对应于橡胶袋上下表面各放一个1毫米厚的不锈钢板，在充满液体的情况下，其变形量不大于1毫米。双层布袋要能承受一定的拉力，并具有一定的抗腐蚀性。橡胶液力袋是模拟煤层开采成败的关键，不同的采矿地质条件要求橡胶液力袋承受不同的压强，为试验简单方便，将橡胶液力袋分为三类来加工，即高压强橡胶液力袋、中等压强橡胶液力袋、低压强橡胶液力袋。不同强度的橡胶液力袋需配置强度不同的双层布袋。
为实现橡胶液力袋模拟煤层开采，用一定强度的胶管将橡胶液力袋、压力表、单向阀、泵站、球阀连在一起，组建一个橡胶液力袋模拟煤层开采系统。对于该系统，一定要杜绝管路泄漏。一旦泄漏将导致橡胶液力袋中液力压力的降低，引起上覆岩层错动，造成整个试验模型的失败。在进行试验前，务必检验橡胶液力袋、单向阀、压力表、球阀等连接处的泄漏问题。那么该系统的具体操作步骤如下：
（1）根据煤质属性及相似比，配制一定浓度的液体。接通电源，检查液体流通管路是否泄漏；
（2）在把橡胶袋放到模型架上之前，先充入一定量的液体，确保橡胶袋中无空气残留。然后，打开进口开关，依次充入液体，并确保橡胶袋的上表面在一个水平面上；
（3）在橡胶水袋上依次铺设性质不同的岩层，完成相似试验模型。待模型晾干后，对其进行开挖，即开采煤层。根据试验人员设计要求，打开球阀，放出橡胶水袋中的液体，然后观察不同情况下的岩层移动变形规律及压力表读数，并做下记录；
（4）对试验结果进行总结，绘制压力表压力变化曲线，能间接反映出在开采过程中未采煤层中的压力变化。若要进行分层开采，可以依据开采量进行放液，研究重复开采对岩层移动变形规律的影响。

Claims (3)

1. 一种橡胶液力袋模拟煤层开采方法，其特征在于：用胶管将橡胶液力袋、压力表、单向阀、泵站、球阀连在一起，组建一个密闭的橡胶液力袋模拟煤层开采系统，具体包括以下步骤：
（1）根据煤质属性及相似比，配制一定浓度的液体，并检查液体流通管路是否泄漏；
（2）在把橡胶液力袋放到模型架上之前，先充入一定量的液体，确保橡胶液力袋中无空气残留；然后将一组橡胶液力袋水平设置在模型架上，打开进口开关，依次充入液体，并确保橡胶液力袋的上表面在一个水平面上；
（3）在橡胶液力袋上依次铺设性质不同的岩层，完成相似试验模型；待模型晾干后，对其进行开挖，即开采煤层；根据试验人员设计要求，打开球阀，放出橡胶液力袋中的液体，然后观察不同情况下的岩层移动变形规律及压力表读数，并做下记录；
（4）对试验结果进行总结，绘制压力表压力变化曲线，能间接反映出在开采过程中未采煤层中的压力变化；若要进行分层开采，可以依据开采量进行放液，研究重复开采对岩层移动变形规律的影响；
所述的橡胶液力袋所能承受的压强大于等于2γH/ Cl，其中γ为模型中上覆岩层的平均容重，H为煤层埋藏深度，Cl为模拟试验的几何相似比；橡胶液力袋的长度等于模型架的宽度，橡胶液力袋的宽度等于模拟煤层开采过程中每次推进的距离；为限制橡胶液力袋上、下表面变形，将橡胶液力袋放到一个宽度相同、高度略大于煤层开采厚度的双层布袋中，然后在双层布袋的布层间对应于橡胶液力袋上、下表面各放一个1毫米厚的不锈钢板，在充满液体的情况下，其变形量不大于1毫米。
2. 根据权利要求1所述的橡胶液力袋模拟煤层开采方法，其特征在于：所述的橡胶液力袋包含三种，即高压强橡胶液力袋、中等压强橡胶液力袋、低压强橡胶液力袋，并根据不同强度的橡胶液力袋需配置强度不同的双层布袋。
3. 根据权利要求2所述的橡胶液力袋模拟煤层开采方法，其特征在于：所述的双层布袋采用抗拉、抗腐蚀的布袋。
CN 201110006307 2011-01-13 2011-01-13 一种橡胶液力袋模拟煤层开采方法 Expired - Fee Related CN102121384B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN 201110006307 CN102121384B (zh) 2011-01-13 2011-01-13 一种橡胶液力袋模拟煤层开采方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN 201110006307 CN102121384B (zh) 2011-01-13 2011-01-13 一种橡胶液力袋模拟煤层开采方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102121384A CN102121384A (zh) 2011-07-13
CN102121384B true CN102121384B (zh) 2013-01-30

Family

ID=44250032

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN 201110006307 Expired - Fee Related CN102121384B (zh) 2011-01-13 2011-01-13 一种橡胶液力袋模拟煤层开采方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN102121384B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110409518A (zh) * 2019-07-12 2019-11-05 河南理工大学 一种高速铁路采空区地基拟动力加载模型试验装置及方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4348206A (en) * 1980-11-03 1982-09-07 Bechtel International Corporation Slurry pipeline simulation method
CN201037819Y (zh) * 2007-04-20 2008-03-19 中国矿业大学 松散承压含水层载荷传递作用的实验装置
CN101315306A (zh) * 2008-06-23 2008-12-03 山东科技大学 采场矿压机械模拟实验台
CN101845949A (zh) * 2010-04-28 2010-09-29 中国科学院力学研究所 一种煤层气注入压降测试的室内模拟装置
CN201622754U (zh) * 2009-12-25 2010-11-03 山东科技大学 新型模拟采煤装置

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58105034A (ja) * 1981-12-18 1983-06-22 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 粒子状物質拡散模擬試験方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4348206A (en) * 1980-11-03 1982-09-07 Bechtel International Corporation Slurry pipeline simulation method
CN201037819Y (zh) * 2007-04-20 2008-03-19 中国矿业大学 松散承压含水层载荷传递作用的实验装置
CN101315306A (zh) * 2008-06-23 2008-12-03 山东科技大学 采场矿压机械模拟实验台
CN201622754U (zh) * 2009-12-25 2010-11-03 山东科技大学 新型模拟采煤装置
CN101845949A (zh) * 2010-04-28 2010-09-29 中国科学院力学研究所 一种煤层气注入压降测试的室内模拟装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN102121384A (zh) 2011-07-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108798630B (zh) 一种构造煤原位煤层气水平井洞穴卸压开采模拟试验系统
CN108732024B (zh) 模拟不同地应力条件下底板突水的试验系统及试验方法
CN204731234U (zh) 近距煤层保水采煤固液耦合相似模拟装置
CN105093962B (zh) 模拟三维煤层开采试验台的双向柔性加载系统及方法
CN109356553A (zh) 一种煤层气水平井塌孔造洞穴卸压开采模拟试验系统
CN103048431B (zh) 水力压裂支撑剂沉降及渗透率测试装置
CN102830630B (zh) 煤层气分支井排采控制模拟装置
CN100594288C (zh) 一种油藏开发模拟系统、上覆压力系统及其数据处理方法
CN105116101A (zh) 一种矿井灾害预防与控制模拟试验系统及其使用方法
CN107725036B (zh) 一种地热资源抽采模拟实验装置
CN201943703U (zh) 一种模拟煤层开采装置
Lei et al. Contrast test of different permeability improvement technologies for gas-rich low-permeability coal seams
CN105952452A (zh) 油囊式固体充填采煤三维物理相似模拟实验装置及方法
CN204925064U (zh) 一种矿井灾害预防与控制模拟试验系统
CN105548506A (zh) 模拟受采动影响煤层底板突水试验系统的模拟试验装置
CN203037641U (zh) 水力压裂支撑剂沉降及渗透率测试装置
CN105021662A (zh) 采动工作面水情实时动态监测试验装置及试验方法
CN205400702U (zh) 一种坚硬岩层浅层地热井压裂设备
CN105023496A (zh) 断裂带泥岩涂抹封堵油气运移实验装置及实验方法
CN205538894U (zh) 用于模拟受采动影响煤层底板突水的试验系统
CN205538895U (zh) 受采动影响煤层底板突水模拟试验系统
CN104931675A (zh) 一种上保护层开采固气耦合相似模拟实验装置及实验方法
CN102121384B (zh) 一种橡胶液力袋模拟煤层开采方法
CN205404524U (zh) 模拟受采动影响煤层底板突水试验系统的模拟试验装置
WO2020087861A1 (zh) 一种煤层气水平井塌孔造洞穴卸压开采模拟试验方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
C17 Cessation of patent right
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20130130

Termination date: 20140113