CN105548506A - 模拟受采动影响煤层底板突水试验系统的模拟试验装置 - Google Patents

Abstract

模拟受采动影响煤层底板突水试验系统的模拟试验装置，包括外框架和设在外框架内的试验台，外框架包括下框、上框、左框和右框，左框和右框的中部均设有一个横向顶压机构，试验台包括左立板、底座、右立板和两块高强度透明板，左立板、底座、右立板和两块高强度透明板之间合围成顶部敞口的试验腔，底座底部、右立板下端均设有沿导向槽移动的支撑滚轮。本发明将试样放置在试验台内，施加纵向应力与横向应力，然后开挖煤层收集相关数据，模拟高水压与底板岩性变化、底板突水全过程，从而获得底板突水的相关数据，应用于生产作业中，提高了采煤作业的安全性，本发明操作简单、密封性好、自动化程度高、试验结果精准更接近实际。

Description

模拟受采动影响煤层底板突水试验系统的模拟试验装置

技术领域

本发明属于煤矿安全生产突水试验技术领域，尤其涉及一种模拟受采动影响煤层底板突水试验系统的模拟试验装置。

背景技术

煤矿突水一直是煤矿工作者关注的重点，频繁的突水事故给人民的生命与财产带来了极大的损失。随着近年来各种模拟软件如FLAC-3D、ParticleFlowCode、Ansys等数值手段的不断研究深入，对于煤层底板突水问题的机理研究也变得较为多样，并在突水前岩体的渗流场、应力场等方面，取得了一定成果。但是由于底板断层突水灾害的复杂性，尤其是深井开采诱发因素较多，仅仅依靠理论计算、数值模拟难以进行分析研究，无法为底板断层突水过程提供较为全面的认识和分析。

针对煤层底板突水机理的研究，国内外学者开展了大量的研究工作。20世纪40、50年代，匈牙利韦格弗伦斯第一次提出“底板相对隔水层”的概念。20世纪60年代，以煤科总院为代表，提出了采用突水系数作为预测预报底板突水与否的标准。其后，80年代初山东科技大学的学者提出了“下三带”理论，该理论认为开采煤层底板也像采动覆岩那样存在着三带，即：底板破坏带、完整岩层带（保护带）与承压水导高带。而煤科总院北京开采所的学者综合采动效应及承压水运动，提出了原位张裂与零位破坏理论，该理论揭示了底板岩体移动的发生、发展、形成和变化的全过程。中科院地质所提出的“强渗通道”说认为底板是否发生突水，关键在于是否具备突水通道。煤科院西安分院提出的“岩水应力关系”说认为底板突水是岩、水与应力共同作用的结果。中国矿业大学学者提出的关键层理论认为在煤层底板采动破坏带之下，含水层之上存在一层承载能力最高的岩层，称为“关键层”，底板是否发生突水由关键层所控制。

在实验室研究方面，国内外在近几十年取得了显著的进展，但相似模拟试验的研究进展相对滞后。Romm，Snow等人相继进行裂隙岩体水力学的试验研究，并建立了裂隙岩体渗流模型，初步得到了岩体应力和渗流之间的一些基本关系。黎良杰、杨映涛等利用相似材料模拟试验，模拟了采场底板突水机理。王金安研制了橡胶液压囊作为承压水体模拟装置，对承压水体上采煤进行了相似模拟试验。赵毅鑫等利用双向加载相似模拟试验系统，结合基于独立弹簧组模拟承压水加载的试验装置，开展了考虑地应力影响条件下承压水上工作面开采底板运移规律的相似模拟试验研究。

相似模拟试验是以相似理论、因次分析作为依据的试验研究方法，具有直观、能解决理论分析、数值模拟难以解决的各种破坏问题，相比于传统结构模型试验更适用于矿山领域岩体突水的模型试验研究。原苏联学者首先采用相似材料立体模型对采空区底板岩层的变形进行了研究；对于突水的相似模拟试验，我国上世纪80、90年代就有一定的研究，中国矿业大学、西安煤科院等单位先后开展煤层底板突水的相似物理模型试验，通过无断层构造条件下底板突水的相似物理模型试验，证明了底板的OX型破坏特征，并解释了底板突水点的分布规律；又通过对完整底板和含地质构造的底板进行模拟试验，表明完整底板破坏突水沿“零位破坏”线发生，断层影响下突水与断层性质、采空区大小有密切关系。由于固–流耦合问题的复杂性，以往的研究往往做不到渗流模拟，仅采用柔性加载模拟水压力的外力等效性。对于承压水的模拟有多种方式，主要有采用橡胶水袋模拟含水层或选用流固耦合相似材料直接用于承压水导通性试验，其中承压水袋制作周期长、压力不易控制及无法模拟底板破坏后承压水导升而产生的赋水灰岩局部水压降低的特征；而选用特制的相似模拟材料并直接采用高压水进行模拟，对于设备的密封性和所选相似材料均有较高要求。另外，在相似模拟中同时施加承压水压力和地应力相对较为复杂，目前仍未见理想的试验系统。

煤层底板突水是严重影响我国煤矿资源安全开采的重要因素，高承压水体上大范围开采防治底板水已成为关键性难题。近年来，随着矿井开采深度的不断增加，煤层底板奥陶纪灰岩高承压水的危害逐渐加剧。为此，众多学者对承压水上采煤底板破断规律进行了大量研究，得到许多有价值的结论。由于该问题在理论研究方面的复杂性和现场观测方面的困难性，使得通过相似模拟试验研究带压开采突水机理及底板破断规律成为有效的分析手段之一。然而，在相似模拟试验研究中如何体现底板的应力环境、承压水作用、承压水的压力稳定及承压水在沿底板破裂带导升后其对应压力降低等特征是试验能否反映实际问题的关键。

目前，在有关模拟受采动影响煤层底板突水试验中，对于承压水压力的控制大多采用柱塞泵、稳压器配合EDC控制系统软件来实现。这种系统投资成本高，并且运行时系统根据补水压力频繁启停补水泵，一方面消耗电能，另一方面频繁启停水泵将对水泵电机、机封损害较大，后期维护费用较高。另一方面，频繁启停补水泵会造成瞬时的压力不稳定。

由此可见，现有技术有待于更进一步的改进和发展。

发明内容

本发明为了解决现有技术中的不足之处，提供一种结构简单、操作方便、密封性好、试验数据精准度高的模拟受采动影响煤层底板突水试验系统的模拟试验装置。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：模拟受采动影响煤层底板突水试验系统的模拟试验装置，包括外框架和设在外框架内的试验台，外框架包括下框、上框、左框和右框，下框和上框均水平设置，左框和右框均垂直设置，下框左右两端分别与左框下端和右框下端固定连接，左框和右框上部均设有固定安装架，左框和右框上端设有固定板，上框穿套在左框和右框上，上框左右两端设有分别位于左框左侧和右框右侧的活动板，固定板和固定安装架之间设有穿过活动板的调节螺栓，调节螺栓上螺接有与活动板紧固的调节螺母，左框和右框的前侧及后侧沿垂直方向均匀布置有安装孔，上框前侧和后侧分别通过安装螺栓与安装孔固定连接；上框中部设有纵向液压缸，纵向液压缸的纵向活塞杆垂直向下，左框和右框的中部均设有一个横向顶压机构，两个横向顶压机构左右对称设置且结构相同；下框上表面设有支撑板，支撑板上表面设有沿左右方向开设的导向槽；

试验台包括底座、左立板和右立板，底座内设有顶部敞口的水槽，水槽内设有第一承载透水结构，底座后部设有进水口和出水口，左立板垂直设在底座左侧，左立板和底座的前侧及后侧边沿设有整体呈L型的安装台阶槽，安装台阶槽处由内向外依次设有L型密封垫、高强度透明板和环形板，L型密封垫、高强度透明板和环形板通过螺钉紧固在底座和左立板上，高强度透明板和环形板的外轮廓均为矩形结构，安装台阶槽与高强度透明板之间对应开设有密封槽，L型密封垫中部开设有注胶缝隙，注胶缝隙内设有软胶管，软胶管上设有与密封槽相通的注胶孔；右立板左侧表面设有U型槽，U型槽内设有U型密封垫，底座右端面、两块高强度透明板的右边沿均伸入到U型槽内并与U型密封垫接触配合，左立板、底座、右立板和两块高强度透明板之间合围成顶部敞口的试验腔，底座底部、右立板下端均设有沿导向槽移动的支撑滚轮。

第一承载透水结构包括均垂直设置的纵板和横板，纵板和横板上均开设有下透水孔，纵板和横板均交叉固定连接形成支撑架，支撑架上设有下透水板，下透水板上设有上透水板，上透水板沿纵向和横向均匀开设有透水缝，下透水板上设有上下通透的上透水孔。

右框上的横向顶压机构包括压板以及设在右框上的安装框、上导杆和下导杆，安装框设在右框的右侧，安装框上设有横向液压缸，横向液压缸的横向活塞杆水平向左穿过左框，上导杆和下导杆分别位于横向活塞杆的上方和下方，上导杆、横向活塞杆和下导杆平行设置，上导杆和下导杆的左端穿过右框伸入到安装框内，压板垂直设置，上导杆和下导杆左端均通过安装盘与压板左侧面固定连接，压板下端设有可调节长短的伸缩板，压板和伸缩板的左侧面与右立板右表面通过横向液压缸顶压接触。

左框下端与下框左端的连接处设有左支架，右框下端与下框右端的连接处设有右支架，左支架、右支架和下框的底部位于同一水平面上。

采用上述技术方案，模拟受采动影响煤层底板突水试验系统还包括操作控制台和水压控制装置，操作控制台通过控制电缆分别与模拟试验装置和水压控制装置连接，水压控制装置通过进水管与模拟试验装置连接；水压控制装置包括外型呈圆台形的基座，基座内设有第二承载透水结构和位于第二承载透水结构上的支撑板，支撑板上设有动力气罐和位于动力气罐周围的至少三个储液罐，每个储液罐底部均通过一节连接管与第二承载透水结构连通，每个储液罐侧部均设有液位计，每个储液罐顶部均通过气压管与动力气罐连接，每个气压管上均设有一个第一调节阀和位于第一调节阀下方的进液管接头，储液罐上部设有开度小于第一调节阀的第二调节阀，动力气罐下部设有安全阀，动力气罐上部设有压力表和泄压阀，动力气罐顶部设有高压气体充装接头；基座侧部设有与进水管连接的出水接头，出水接头上设有压力传感器。本发明中的第一承载透水结构和第二承载透水结构的构造相同。本发明中的进水口与进水管的出口连接，

模拟受采动影响煤层底板突水试验系统的试验方法，其主要包括以下步骤：

A、将试验台中各个部件进行组装，试验台的密封性是靠L型密封垫配合高压注入密封胶来实现的；上述试验台的前后两侧开设有密封槽，开设的密封槽与高强度透明板上开设的密封槽相对，用来容纳高压注入的密封胶。安装试验台并密封完毕后，试验台内部形成一个顶部敞口的试验腔，将纵向液压缸水平移动至最左（右）边，将操作调节螺母使上框向下移至与试验台顶部接触；

B、铺设模型。模型以浇灌方式铺设，将底板铺设在试验台的底部，并在底板的上方和下方均铺设多个传感器，在底板上方铺设煤层，在煤层的上方铺设顶板，待顶板铺设完毕后，相向的横向液压缸通过压板向右立板施加横向应力，纵向液压缸对顶板施加纵向应力，同时向水槽内注入压力恒定的有色高压水；

C、待模型干燥，水槽内的水在底板中自然导升停止后挖掘煤层同时收集相应信息，直至底板突水。

安装试验台，按顺序在试验台前后依次安装密封垫、高强度透明板与环形板并用螺钉紧固；上述密封是采用密封垫与高压注入密封胶配合完成；上述相应信息包括水槽内水的原始导升带高度信息、底板裂缝的生成变化信息、底板应力信息、水压信息、水渗入底板的水量信息以及顶底板之间的位移信息。

动力气罐和储液罐均是由一定强度的材质制成，其数量根据需要而定，且接口处均做密封处理。储液罐中既可充入液体亦可充入气体。即水槽内填充可填充有色高压水，亦可填充有色高压气体。

动力气罐内的气压值能满足整个试验过程使用，只需实验前冲一次气压即可；储液罐中能容纳满足试验所需要的液体，试验中间无需再加液体。本发明利用气压补充水压的不足，动力气罐内的气体不会像水那样腐蚀调节阀。压力传感器配合调节阀，通过PLC控制阀门的开闭，实时控制,实现了无人值守，而且实时控制保证了储液罐中水压力稳定在所设定的值。

本发明在外框架的中部设置一密封性良好的试验台，将试样放置在试验台内，施加纵向应力与横向应力，然后开挖煤层收集相关数据，模拟高水压与底板岩性变化、底板突水全过程，从而获得底板突水的相关数据，应用于生产作业中，提高了采煤作业的安全性，本发明操作简单、密封性好、自动化程度高、试验结果精准更接近实际。

附图说明

图1是模拟受采动影响煤层底板突水试验系统的整体结构示意图；

图2是图1中模拟试验装置的结构示意图；

图3是图1中试验台的爆炸图；

图4是图3中左立板和底座的结构示意图；

图5是图4中A处的放大图；

图6是图3中第一承载透水结构的爆炸图；

图7是图2中压板的放大拆分图；

图8是图1中水压控制装置的放大图。

具体实施方式

如图1-8所示，模拟受采动影响煤层底板突水试验系统，包括模拟试验装置67、操作控制台1和水压控制装置68，操作控制台1通过控制电缆2分别与模拟试验装置67和水压控制装置68连接，水压控制装置68通过进水管3与模拟试验装置67连接。

模拟试验装置67包括外框架4和设在外框架4内的试验台5，外框架4包括下框6、上框7、左框8和右框9，下框6和上框7均水平设置，左框8和右框9均垂直设置，下框6左右两端分别与左框8下端和右框9下端固定连接，左框8和右框9上部均设有固定安装架10，左框8和右框9上端设有固定板11，上框7穿套在左框8和右框9上，上框7左右两端设有分别位于左框8左侧和右框9右侧的活动板12，固定板11和固定安装架10之间设有穿过活动板12的调节螺栓13，调节螺栓13上螺接有与活动板12紧固的调节螺母14，左框8和右框9的前侧及后侧沿垂直方向均匀布置有安装孔15，上框7前侧和后侧分别通过安装螺栓与安装孔15固定连接；上框7中部设有纵向液压缸16，纵向液压缸16的纵向活塞杆17垂直向下，左框8和右框9的中部均设有一个横向顶压机构，两个横向顶压机构左右对称设置且结构相同；下框6上表面设有支撑板18，支撑板18上表面设有沿左右方向开设的导向槽19。

试验台5包括底座20、左立板21和右立板22，底座20内设有顶部敞口的水槽23，水槽23内设有第一承载透水结构24，底座20后部设有进水口25和出水口26，进水口25与进水管3的出口连接，左立板21垂直设在底座20左侧，左立板21和底座20的前侧及后侧边沿设有整体呈L型的安装台阶槽27，安装台阶槽27处由内向外依次设有L型密封垫28、高强度透明板29和环形板30，L型密封垫28、高强度透明板29和环形板30通过螺钉紧固在底座20和左立板21上，高强度透明板29和环形板30的外轮廓均为矩形结构，安装台阶槽27与高强度透明板29之间对应开设有密封槽31，L型密封垫28中部开设有与密封槽31贯通的注胶缝隙32，注胶缝隙32内设有软胶管（软胶管在图中未示意出来），软胶管上设有与密封槽31相通的注胶孔；右立板22左侧表面设有U型槽，U型槽内设有U型密封垫33，底座20右端面、两块高强度透明板29的右边沿均伸入到U型槽内并与U型密封垫33接触配合，左立板21、底座20、右立板22和两块高强度透明板29之间合围成顶部敞口的试验腔，底座20底部、右立板22下端均设有沿导向槽19移动的支撑滚轮34。

水压控制装置68包括外型呈圆台形的基座35，基座35内设有第二承载透水结构36和位于第二承载透水结构36上的支撑板18，支撑板18上设有动力气罐37和位于动力气罐37周围的至少三个储液罐38，每个储液罐38底部均通过一节连接管与第二承载透水结构36连通，每个储液罐38侧部均设有液位计39，每个储液罐38顶部均通过气压管40与动力气罐37连接，每个气压管40上均设有一个第一调节阀41和位于第一调节阀41下方的进液管接头42，储液罐38上部设有开度小于第一调节阀41的第二调节阀43，动力气罐37下部设有安全阀44，动力气罐37上部设有压力表45和泄压阀46，动力气罐37顶部设有高压气体充装接头47；基座35侧部设有与进水管3连接的出水接头48，出水接头48上设有压力传感器49。

第一承载透水结构24和第二承载透水结构36的构造相同，第一承载透水结构24包括均垂直设置的纵板50和横板51，纵板50和横板51上均开设有下透水孔52，纵板50和横板51均交叉固定连接形成支撑架，支撑架上设有下透水板53，下透水板53上设有上透水板54，上透水板54沿纵向和横向均匀开设有透水缝55，下透水板53上设有上下通透的上透水孔56。

右框9上的横向顶压机构包括压板57以及设在右框9上的安装框58、上导杆61和下导杆62，安装框58设在右框9的右侧，安装框58上设有横向液压缸59，横向液压缸59的横向活塞杆60水平向左穿过左框8，上导杆61和下导杆62分别位于横向活塞杆60的上方和下方，上导杆61、横向活塞杆60和下导杆62平行设置，上导杆61和下导杆62的左端穿过右框9伸入到安装框58内，压板57垂直设置，上导杆61和下导杆62左端均通过安装盘63与压板57左侧面固定连接，压板57下端设有可调节长短的伸缩板64，压板57和伸缩板64的左侧面与右立板22右表面通过横向液压缸59顶压接触。

左框8下端与下框6左端的连接处设有左支架65，右框9下端与下框6右端的连接处设有右支架66，左支架65、右支架66和下框的底部位于同一水平面上。左支架65和右支架66用于加强外框架4的稳定性。

外框架4顶部设置有纵向液压缸16，该外框架4的左右两侧分别设置有横向液压缸59以及用于升降上框7的调节螺杆，左框8和右框9的横向液压缸59相向布置，左框8右侧和右框9左侧设置有一竖向布置的压板57，压板57的底部配置有伸缩板64。该外框架4的中部设置有试验台5，该试验台5的前后两侧分别设置有高强度透明板29及环形板30，试验台5内的试验腔用来放置试样，试样采用顶板、煤层与底板的结构方式。试验台5的底座20内设置有一水槽23，该水槽23后部的进水口25可以与外部的水压控制装置68相连通，水压控制装置68为水槽23提供恒定的高压水。水槽23内放置有第一承载透水结构24，该承载透水结构上设置有与该水槽23相连通的透水区域，该透水区域由上透水板54和下透水板53两部分组成，下透水板53通过小的上透水孔56与水槽23内的水相连通，上透水通过透水缝55同水槽23内的水和试验腔内的试样连通。

为了更进一步提高本发明的性能，试验台5包括成“L”形的底座20和左立板21以及呈“I”形的右立板22，底座20和右立板22底部分别设有滚轮，能在底座20上的支撑板18上的导向槽19内水平移动。为了提高试验台5整体的密封性能，右立板22的左侧面开设有U型槽，U型槽内放置有U型密封垫33，其形状和大小与安装完毕后的右立板22的左侧面以及高强度透明板29右边沿相匹配，使安装完毕后的右立板22和高强度透明板29的右侧刚好能安插进去，在试验过程中通过上述U型密封垫33的形变来实现外框架4左右两侧的横向液压缸59对模型的横向加载，与此同时，横向液压缸59施加的横向应力，使安装完毕后的结构的右侧与U型密封垫33接触更加紧密，提高了其密封性能。

更进一步的，为保证试验台5前后两侧的密封效果，本发明在底座20和左立板21的前后两侧分别开设有细小的密封槽31，在高强度透明面板一侧亦开设有与之相对的密封槽31，试验台5前后两侧的密封除使用L型密封垫28外还配合高压注入的密封胶来填充L型密封垫28处的缝隙及细小的密封槽31，以优化试验台5前后两侧的密封效果。其中，上述L型密封垫28中配置有软胶管，上述密封的具体操作如下：首先在底座20和左立板21的前后两侧按顺序分别安装L型密封垫28、高强度透明板29与环形板30（用来保护高强度透明板29不被纵/横向应力破坏），并用螺钉紧紧固定；其次将安装完毕后的底座20及两块高强度透明板29与右立板22拼接；最后用高压装置向L型密封垫28中的软胶管中注入密封胶，注入的密封胶在高压作用下通过注胶孔填充到L型密封垫28处细小的密封槽31内，这样就大大提高其密封性能。

软胶管上每隔一定距离开有注胶孔，注胶孔与底座20及左立板21上的密封槽31连通。在高强度透明板29上也设有密封槽31。高压注入的密封胶进入密封槽31并在高压作用下扩散到其他高强度透明板29与试验台5间的裂缝，进而优化试验台5的密封效果。

本发明中外框架4的中部的试验台5底部的底座20上设有水槽23，通过外部的水压控制装置68向其内注入有色高压水，当然也可以注入有色高压气体，以此来模拟底板瓦斯突出的相关试验；并且水槽23一般采用具有一定支撑透水结构的不锈钢水槽23，其尺寸一般为990mm×200mm×170mm（长×宽×高），水槽23的内部放置有第一支撑透水结构。第一支撑透水结构方便水槽23内试验腔间的联系，支撑架上设置的下透水板53和上透水板54，纵板50和横板51上均开设有下透水孔52，上透水板54沿纵向和横向均匀开设有透水缝55，下透水板53上设有上下通透的上透水孔56，可使底板与恒定高压水接触，高压水的水压载荷可根据需要变换。同时还可以通过填堵上透水板54和下透水板53的孔来实现对试验腔大小及其形状的控制。在水槽23后面一侧开设有出水孔，便于试验后放水。水可以采用有色水，便于通过高强度透明板29观察分析承压水的导升、扩散及渗流路径等情况，方便了用户操作与记录相关状态。

本发明能满足多种试验方式与试验手段，其中，上述多种试验方式与试验手段主要包括：

1、该实验系统能做有关受采动影响煤层底板突水的试验，还可以在底板中布置断层等地质构造，横向加载可以实现断层的活化或压实；

2、在试验台5底部的水槽23内，可以将注入的高压有色水改成注入高压有色气体来做有关底板瓦斯突出的物理模拟试验；

3、压板57底部的伸缩板64是可以往下放出的，再将试验台5取出，就可以做不需要密封、模型尺寸大些的相似模拟试验，横向应力根据需要可加可不加。

本发明中水压控制装置68的工作原理是:压力传感器49测出出水口26处的实际供液压力，送到操作控制台1中压力控制器与所希望控制的压力数值（给定值）进行比较，当实际压力比给定值低，压力控制器则控制第一调节阀41打开，使动力气罐37与储液罐38联通，高压气体进入储液罐38，储液罐38内压力升高，直至实际供液压力与给定值相等，则第一调节阀41关闭。当实际压力比给定值高，压力控制器则控制第二调节阀43打开，使储液罐38内的高压气体部分泻出，降低储液罐38内的压力，直至实际供液压力与给定值相等，则第二调节阀43关闭。只有当实际供液压力与给定值相等时（没有偏差），压力控制器输出保持不变，第一调节阀41和第二调节阀43保持闭合，供液压力保持恒定。如供液压力又增加或减少时，重新引起实际压力的降低或升高，压力控制系统又重新动作，直至实际压力又与给定值相等为止。需要说明的是储液罐38内液体的液面不可超过液位计39上端限定的定位线。

水压控制装置68中的第二承载透水结构36所起的作用是将多个储液罐38当中的液体在经过第二承载透水结构36可使高压水在底部有个储存，起到水量的储存缓冲，防止储液罐38内的水用完后，还需要水时仍然在第二承载透水结构36中留有一部分使用。

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。

Claims (4)

1.模拟受采动影响煤层底板突水试验系统的模拟试验装置，其特征在于：包括外框架和设在外框架内的试验台，外框架包括下框、上框、左框和右框，下框和上框均水平设置，左框和右框均垂直设置，下框左右两端分别与左框下端和右框下端固定连接，左框和右框上部均设有固定安装架，左框和右框上端设有固定板，上框穿套在左框和右框上，上框左右两端设有分别位于左框左侧和右框右侧的活动板，固定板和固定安装架之间设有穿过活动板的调节螺栓，调节螺栓上螺接有与活动板紧固的调节螺母，左框和右框的前侧及后侧沿垂直方向均匀布置有安装孔，上框前侧和后侧分别通过安装螺栓与安装孔固定连接；上框中部设有纵向液压缸，纵向液压缸的纵向活塞杆垂直向下，左框和右框的中部均设有一个横向顶压机构，两个横向顶压机构左右对称设置且结构相同；下框上表面设有支撑板，支撑板上表面设有沿左右方向开设的导向槽；

试验台包括底座、左立板和右立板，底座内设有顶部敞口的水槽，水槽内设有第一承载透水结构，底座后部设有进水口和出水口，左立板垂直设在底座左侧，左立板和底座的前侧及后侧边沿设有整体呈L型的安装台阶槽，安装台阶槽处由内向外依次设有L型密封垫、高强度透明板和环形板，L型密封垫、高强度透明板和环形板通过螺钉紧固在底座和左立板上，高强度透明板和环形板的外轮廓均为矩形结构，安装台阶槽与高强度透明板之间对应开设有密封槽，L型密封垫中部开设有注胶缝隙，注胶缝隙内设有软胶管，软胶管上设有与密封槽相通的注胶孔；右立板左侧表面设有U型槽，U型槽内设有U型密封垫，底座右端面、两块高强度透明板的右边沿均伸入到U型槽内并与U型密封垫接触配合，左立板、底座、右立板和两块高强度透明板之间合围成顶部敞口的试验腔，底座底部、右立板下端均设有沿导向槽移动的支撑滚轮。

2.根据权利要求1所述的模拟受采动影响煤层底板突水试验系统的模拟试验装置，其特征在于：第一承载透水结构包括均垂直设置的纵板和横板，纵板和横板上均开设有下透水孔，纵板和横板均交叉固定连接形成支撑架，支撑架上设有下透水板，下透水板上设有上透水板，上透水板沿纵向和横向均匀开设有透水缝，下透水板上设有上下通透的上透水孔。

3.根据权利要求1或2所述的模拟受采动影响煤层底板突水试验系统的模拟试验装置，其特征在于：右框上的横向顶压机构包括压板以及设在右框上的安装框、上导杆和下导杆，安装框设在右框的右侧，安装框上设有横向液压缸，横向液压缸的横向活塞杆水平向左穿过左框，上导杆和下导杆分别位于横向活塞杆的上方和下方，上导杆、横向活塞杆和下导杆平行设置，上导杆和下导杆的左端穿过右框伸入到安装框内，压板垂直设置，上导杆和下导杆左端均通过安装盘与压板左侧面固定连接，压板下端设有可调节长短的伸缩板，压板和伸缩板的左侧面与右立板右表面通过横向液压缸顶压接触。

4.根据权利要求1或2或3所述的模拟受采动影响煤层底板突水试验系统的模拟试验装置，其特征在于：左框下端与下框左端的连接处设有左支架，右框下端与下框右端的连接处设有右支架，左支架、右支架和下框的底部位于同一水平面上。