CN114235585B - 一种煤岩体固液耦合相似模拟实验装置与使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种煤岩体固液耦合相似模拟实验装置，主要包括实验主体承载架、侧向承载架、第一加载机构、第二垂向加载机构、第三侧向加载机构、液压千斤顶、稳定支撑梁；由一个所述实验主体承载架、两个所述侧向承载架、一个所述第一加载机构、一个所述第二垂向加载机构、两个所述第三侧向加载机构、两个所述液压千斤顶、一根所述稳定支撑梁组成所述的煤岩体固液耦合相似模拟实验装置。基于该实验装置，可以实现对煤层与岩层组合体进行固液耦合实验，解决了传统实验装置不能对水压、矿山压力进行调节的难题。
Description
技术领域
本发明涉及煤炭领域，尤其涉及一种用于对煤层与岩层组合体进行固液耦合相似模拟实验的实验装置与使用方法。
背景技术
相似材料模拟实验是以工程现场的地质条件、受力条件、边界条件等为基础，采用几何相似、力学相似、物理参数相似等相似理论，在实验室重现工程现场的一种技术手段，广泛应用于采矿工程、土木工程、岩土工程等工程技术领域。
目前，传统的相似模拟实验主要对煤层与岩层组合体进行矿山压力显现模拟，极少能实现固液耦合相似模拟，部分学者开展了小尺度煤体或岩体试件的渗流实验，例如，发明专利CN202110000142.8公开了一种固液耦合实验装置与实验方法，但该装置主要用于对煤体或岩体试件的渗流过程进行分析，重点对小尺度煤体或岩体试件进行加卸载渗流实验分析，不能进行大尺度的煤层与岩层组合体相似模拟实验；部分学者对传统相似模拟实验系统进行改进，从而满足固液耦合相似模拟实验的基本要求，例如，发明专利CN201910567055.3公开了一种用于煤层开挖的三维固液耦合相似模拟系统及方法，但该系统与传统的煤层开挖相似模拟实验系统并无太大差异，且难以实现对水压、矿山压力的调整；发明专利CN201910513853.8公开了一种三维固液耦合相似模拟煤层采空区积水的装置与方法，但该系统不能进行加卸载变化控制，难以模拟水压、矿山压力变化对煤体、岩体强度的影响；发明专利CN201811416280.9公开了一种采动覆岩固液耦合三维无损监测系统及方法，该系统主要对采场上方岩层的渗流规律进行模拟，同样不能实现对煤层与岩层组合体在固液耦合作用下的应力、渗流、损伤破坏情况进行模拟。
综合上述分析可知，现有固液耦合实验装置不能对水压、矿山压力变化进行控制，不能实现对煤层与岩层组合体在矿山压力、水压的联合作用下，模拟分析煤层、岩层的应力、渗流、损伤、破坏等变化情况，国内外均无相关相似模拟实验装置。
发明内容
基于以上问题，本发明提出一种煤岩体固液耦合相似模拟实验装置与使用方法，能够对煤层与岩层组合体承受的水压、矿山压力进行调整，实现在水压、矿山压力联合作用下对煤层与岩层组合体的应力、渗流、损伤破坏进行相似模拟实验分析。
本发明提出一种煤岩体固液耦合相似模拟实验装置，包括：
实验主体承载架、侧向承载架、第一加载机构、第二垂向加载机构、第三侧向加载机构、液压千斤顶、稳定支撑梁；
由一个所述实验主体承载架、两个所述侧向承载架、一个所述第一加载机构、一个所述第二垂向加载机构、两个所述第三侧向加载机构、两个所述液压千斤顶、一根所述稳定支撑梁组成所述的煤岩体固液耦合相似模拟实验装置；
所述第一加载机构的两端分别与两个所述液压千斤顶的一端进行连接，所述液压千斤顶的另一端与所述实验主体承载架连接；
所述侧向承载架分别与实验主体承载架、第二垂向加载机构、第三侧向加载机构、稳定支撑梁进行连接；
所述第二垂向加载机构的两端分别与两个所述侧向承载架连接；
所述第三侧向加载机构与侧向承载架连接；
所述稳定支撑梁的两端分别与两个所述侧向承载架连接。
进一步的，所述实验主体承载架包括密封背板、侧向密封板、挡水板、密封底板、承载底板、水沟、收集水仓、第一出水管、第二出水管、支撑腿、第一连接耳板、第二连接耳板、第三连接耳板、第四连接耳板；
所述密封背板与侧向密封板、密封底板为固定连接；
所述承载底板与密封底板为固定连接，且承载底板应略低于密封底板，形成一个台阶；
所述承载底板上开设水沟，且水沟应紧邻挡水板；
所述挡水板主要用于阻止渗出的水流出实验台，并能够通过开设的水沟流入收集水仓；
所述收集水仓用于收集实验过程中从煤层与岩层组合体材料中渗出的水；
所述第一出水管用于监测水压变化，并在实验结束后将水放出；
所述第二出水管用于放出收集水仓内储存的水；
所述第一连接耳板用于与所述液压千斤顶的一端连接；
所述第二连接耳板、第三连接耳板、第四连接耳板用于与所述侧向承载架连接，组合形成稳定的实验台。
更进一步的，所述侧向承载架包括承载架支撑侧板、承载架导向孔、承载架螺纹孔、承载架第一连接耳板、承载架第二连接耳板、承载架第三连接耳板、承载架第四连接耳板；
所述承载架第一连接耳板与所述第二连接耳板相连；
所述承载架第二连接耳板与所述第四连接耳板相连；
所述承载架第三连接耳板与所述第三连接耳板相连；
所述承载架第四连接耳板与所述稳定支撑梁的一端相连。
再进一步的，所述第一加载机构包括第一加载加压板、第一加载筋板、注水管、第一加载连接耳板；
所述第一加载连接耳板与所述液压千斤顶的一端连接。
再进一步的，所述第二垂向加载机构包括第二加载加压板、第二加载固定板、第二加载导向柱、第二加载螺栓、第二加载连接耳板；
所述第二加载加压板与所述第二加载导向柱为固定连接，在所述第二加载固定板上开设导向孔，所述第二加载导向柱可以沿导向孔进行上下运动；
所述第二加载固定板上开设螺纹孔，所述第二加载螺栓通过开设的螺纹孔向所述第二加载固定板施加载荷；
所述第二加载连接耳板与所述承载架第二连接耳板连接。
更进一步的，所述第三侧向加载机构包括第三侧向加载加压板、第三侧向加载导向柱、第三侧向加载螺栓；
所述第三侧向加载导向柱与所述第三侧向加载加压板为固定连接；
所述第三侧向加载螺栓通过所述承载架螺纹孔向所述第三侧向加载加压板施加载荷。
一种采用所述的煤岩体固液耦合相似模拟实验装置进行相似模拟实验的使用方法，其特征在于，包括：
S001，根据工程现场实际情况确定相似材料物理力学参数，以及模型的几何参数；
S002，安装侧向承载架与稳定支撑梁；
S003，安装第三侧向加载机构；
S004，铺设煤层与岩层组合体材料；
S005，安装第二垂向加载机构；
S006，调整煤层与岩层组合体受到的垂直与侧向作用力；
S007，安装第一加载机构；
S008，模拟实验过程中的初始水压；
S009，进行煤岩体固液耦合实验；
S010，实验结束，拆除实验设备。
附图说明
图1是本发明一个实施例提供的煤岩体固液耦合相似模拟实验装置的结构图；
图2是本发明一个实施例提供的煤岩体固液耦合相似模拟实验装置的正视图；
图3是本发明一个实施例提供的煤岩体固液耦合相似模拟实验装置的侧视图；
图4是本发明一个实施例提供的实验主体承载架的结构图；
图5是本发明一个实施例提供的实验主体承载架的A-A剖面图；
图6是本发明一个实施例提供的实验主体承载架的俯视图；
图7是本发明一个实施例提供的实验主体承载架的侧视图；
图8是本发明一个实施例提供的侧向承载架的结构图；
图9是本发明一个实施例提供的侧向承载架的俯视图；
图10是本发明一个实施例提供的第一加载机构的结构图；
图11是本发明一个实施例提供的第一加载机构的俯视图；
图12是本发明一个实施例提供的第二垂向加载机构的结构图；
图13是本发明一个实施例提供的第二垂向加载机构的正视图；
图14是本发明一个实施例提供的第三侧向加载机构的结构图；
图15是本发明一个实施例提供的第三侧向加载机构与实验主体承载架的装配图；
图16是本发明一个实施例提供的液压千斤顶的结构图；
图17是本发明一个实施例提供的稳定支撑梁的结构图；
图18是本发明一个实施例提供的煤岩体固液耦合相似模拟实验装置使用方法的流程图。
具体实施方式
以下将结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细的说明。在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明的简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或组件必需具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
参照图1-3，本发明提出一种煤岩体固液耦合相似模拟实验装置，包括：
实验主体承载架1、侧向承载架2、第一加载机构3、第二垂向加载机构4、第三侧向加载机构5、液压千斤顶6、稳定支撑梁7；
由一个所述实验主体承载架1、两个所述侧向承载架2、一个所述第一加载机构3、一个所述第二垂向加载机构4、两个所述第三侧向加载机构5、两个所述液压千斤顶6、一根所述稳定支撑梁7组成所述煤岩体固液耦合相似模拟实验装置；
所述侧向承载架2分别与实验主体承载架1、第二垂向加载机构4、第三侧向加载机构5、稳定支撑梁7进行连接；
所述第一加载机构3的两端分别与两个液压千斤顶6的一端进行连接，所述液压千斤顶6的另一端与实验主体承载架1连接；
所述第二垂向加载机构4的两端分别与两个所述侧向承载架2连接；
所述第三侧向加载机构5与侧向承载架2连接；
所述稳定支撑梁7的两端分别与两个所述侧向承载架2连接，提高实验装置的稳定性。
所述实验主体承载架1主要包括密封背板11、侧向密封板12、挡水板13、密封底板14、承载底板15、水沟16、收集水仓17、第一出水管18、第二出水管19、支撑腿110、第一连接耳板111、第二连接耳板112、第三连接耳板113、第四连接耳板114，见图4-7所示；
所述密封背板11与侧向密封板12、密封底板14为固定连接；
所述承载底板15与密封底板14为固定连接，且承载底板15应略低于密封底板14，形成一个台阶；
具体的，实验过程中，在承载底板15上铺设煤层与岩层组合体材料，由密封背板11、侧向密封板12、密封底板14、铺设的煤层与岩层组合体材料共同组成一个箱型密封空间，在密封空间中注入水，可以模拟水对煤层与岩层组合体的渗流作用；
另外，所述承载底板15略低于密封底板14，可以使煤层与岩层组合体材料与密封底板14进行充分接触，有利于密封，减少由于煤层与岩层组合体材料和承载底板15之间因密封效果不好导致的水泄露；
所述承载底板15上开设水沟16，且水沟应紧邻挡水板13；
所述挡水板13主要用于阻止渗出的水流出实验台，并能够通过开设的水沟16流入收集水仓17；
具体的，承载底板15上需要根据工程实际情况铺设煤层与岩层组合体材料，实现对不同宽度的煤层与岩层组合体材料进行相似模拟实验，将水沟16开设在紧邻挡水板13一侧，可以增加承载底板15的有效利用面积，实现对不同宽度尺寸的煤层与岩层组合体材料进行相似模拟实验；
所述收集水仓17用于收集实验过程中从煤层与岩层组合体材料中渗出的水；
具体的，实验过程中，由于水的渗流作用、劈裂作用等，以及矿山压力对煤层与岩层组合体材料的损伤破坏作用，水体会透过煤层与岩层组合体材料，并经过所述水沟16流入收集水仓17，可以通过监测渗水量与时间的关系，分析煤层与岩层组合体材料的损伤破坏特性；
所述第一出水管18用于监测水压变化，并在实验结束后将水放出；
具体的，通过在第一出水管18上安装水压表，可以监测由密封背板11、侧向密封板12、密封底板14、铺设的煤层与岩层组合体材料共同组成的箱型密封空间内水压的变化；另外，当实验完成后，可以通过所述第一出水管18将密封空间内的水放出；
所述第二出水管19用于放出收集水仓17内储存的水；
具体的，通过所述第二出水管19将收集水仓17内储存的水放出，可以监测渗水量与时间的关系；
所述第一连接耳板111用于与所述液压千斤顶6的一端连接；
所述第二连接耳板112、第三连接耳板113、第四连接耳板114用于与所述侧向承载架2连接，组合形成稳定的实验台。
所述侧向承载架2主要包括承载架支撑侧板21、承载架导向孔22、承载架螺纹孔23、承载架第一连接耳板24、承载架第二连接耳板25、承载架第三连接耳板26、承载架第四连接耳板27，见图8-9所示；
所述承载架第一连接耳板24与所述第二连接耳板112相连；
所述承载架第二连接耳板25与第四连接耳板114相连；
所述承载架第三连接耳板26与第三连接耳板113相连；
所述承载架第四连接耳板27与稳定支撑梁7的一端相连。
所述第一加载机构3主要包括第一加载加压板31、第一加载筋板32、注水管33、第一加载连接耳板34，见图10-11所示；
所述第一加载连接耳板34与液压千斤顶6的一端连接；
具体的，将第一加载机构3的第一加载加压板31置于由密封背板11、侧向密封板12、密封底板14、铺设的煤层与岩层组合体材料共同组成的箱型密封空间内，两个所述第一加载连接耳板34分别与两个所述的液压千斤顶6的一端连接，通过注水管33向密封空间内注入水，通过同时收缩两个所述的液压千斤顶6，便可以通过第一加载加压板31向密封空间内的水施加压力，通过第一出水管18上安装的压力表可以监测加压载荷的大小，实现对密封空间内水压变化的模拟与调整；
另外，所述第一加载筋板32可以采用工字型结构，这样当两端施加载荷时可以提高机构的稳定性。
所述第二垂向加载机构4主要包括第二加载加压板41、第二加载固定板42、第二加载导向柱43、第二加载螺栓44、第二加载连接耳板45，见图12-13所示；
所述第二加载加压板41与第二加载导向柱43为固定连接，在所述第二加载固定板42上开设导向孔，所述第二加载导向柱43可以沿导向孔进行上下运动；
所述第二加载固定板42上开设螺纹孔，所述第二加载螺栓44通过开设的螺纹孔向所述第二加载固定板42施加载荷；
所述第二加载连接耳板45与承载架第二连接耳板25连接；
具体的，在所述承载底板15上铺设煤层与岩层组合体材料，将所述第二加载加压板41置于煤层与岩层组合体材料上，将第二加载固定板42通过开设的导向孔与所述第二加载导向柱43连接，并通过所述第二加载连接耳板45与承载架第二连接耳板25连接，此时，通过所述第二加载螺栓44可以向所述第二加载加压板41施加压力，由此向煤层与岩层组合体材料施加载荷，实现对煤层与岩层组合体材料施加载荷大小的控制；
具体的，在加载过程中，所述第二加载导向柱43可以防止所述第二加载加压板41发生错动，保证了载荷施加方向为垂直方向；另外，由于所述第二加载连接耳板45与承载架第二连接耳板25连接，且在所述第二加载固定板42上开设了螺纹孔，所述第二加载螺栓44可以通过旋转的圈数来控制对所述第二加载加压板41施加载荷的大小，这种方式能够实现较小幅度载荷值的调整，有利用实现对施加载荷的精准控制。
所述第三侧向加载机构5主要包括第三侧向加载加压板51、第三侧向加载导向柱52、第三侧向加载螺栓53，见图14所示；
所述第三侧向加载导向柱52与所述第三侧向加载加压板51为固定连接；
所述第三侧向加载螺栓53通过所述承载架螺纹孔23向所述第三侧向加载加压板51施加载荷；
具体的，将所述第三侧向加载加压板51置于所述侧向承载架2的靠近煤层与岩层组合体一侧，见图15所示，所述第三侧向加载导向柱52穿过承载架导向孔22，通过所述第三侧向加载导向柱52控制所述第三侧向加载加压板51的运动方向；
另外，所述第三侧向加载螺栓53通过承载架螺纹孔23向所述第三侧向加载加压板51施加载荷，实现由所述第三侧向加载加压板51向煤层与岩层组合材料施加侧向载荷。
所述液压千斤顶6的一端与所述第一连接耳板111连接，另外一端与所述第一加载连接耳板34连接，实现对水压进行控制，见图16所示。
所述稳定支撑梁7的两端分别与两个侧向承载架2的承载架第四连接耳板27连接，用于提高实验台的稳定性，见图17所示。
本发明提出的一种煤岩体固液耦合相似模拟实验装置，由密封背板11、侧向密封板12、密封底板14、铺设的煤层与岩层组合体材料共同组成了一个箱型密封空间，通过所述第一加载机构3与所述液压千斤顶6可以实现对水压的控制；通过所述第二垂向加载机构4可以实现对煤层与岩层组合体材料进行垂直方向加载；通过所述第三侧向加载机构5可以实现对煤层与岩层组合体材料进行侧向加载，能够满足不同水压、不同矿山压力条件下的煤岩体固液耦合相似模拟实验要求。
参照图18，本发明还提出一种煤岩体固液耦合相似模拟实验装置的使用方法，包括：
S001，根据工程现场实际情况确定相似材料物理力学参数，以及模型的几何参数；
S002，安装侧向承载架2与稳定支撑梁7；
具体的，将所述侧向承载架2与实验主体承载架1连接固定，将所述稳定支撑梁7的两端分别与两个所述侧向承载架2连接固定；
S003，安装第三侧向加载机构5；
具体的，将所述第三侧向加载机构5的第三侧向加载导向柱52穿过承载架导向孔22，并根据煤层与岩层组合体尺寸要求，用所述第三侧向加载螺栓53通过承载架螺纹孔23进行限位；
S004，铺设煤层与岩层组合体材料；
具体的，根据模型的几何参数、模型材料的物理力学参数，在所述承载底板15上铺设煤层与岩层组合体材料；
S005，安装第二垂向加载机构4；
具体的，将所述第二加载加压板41置于煤层与岩层组合体材料上，将第二加载固定板42通过开设的导向孔与所述第二加载导向柱43连接，并通过所述第二加载连接耳板45与承载架第二连接耳板25连接，此时，通过所述第二加载螺栓44向所述第二加载加压板41施加压力，模拟煤层与岩层组合体受到的初始作用力；
S006，调整煤层与岩层组合体受到的垂直与侧向作用力；
具体的，通过调整所述第三侧向加载螺栓53，从而调整第三侧向加载加压板51向煤层与岩层组合体施加的侧向载荷；通过调整所述第二加载螺栓44，从而调整第二加载加压板41向煤层与岩层组合体施加的垂向载荷；
S007，安装第一加载机构3；
具体的，将所述第一加载机构3的两端分别与两个液压千斤顶6的一端进行连接，将所述液压千斤顶6的另一端与实验主体承载架1连接；
S008，模拟实验过程中的初始水压；
具体的，在所述第一出水管18上安装水压表，同时利用水压表封堵第一出水管18，并根据实验要求，通过注水管33进行注水，注水过程中，可以通过水压表压力的变化判断水位的变化，当达到初始水压值时停止注水；
S009，进行煤岩体固液耦合实验；
具体的，可以通过调整所述液压千斤顶6的伸缩行程，改变煤层与岩层组合体材料受到的水压值；通过调整所述第二加载螺栓44，改变煤层与岩层组合体材料受到的垂向载荷；通过调整所述第三侧向加载螺栓53，改变煤层与岩层组合体材料受到的侧向载荷；通过监测所述收集水仓17收集的渗水量与时间的关系，可以分析煤层与岩层组合体材料的损伤破坏特性；
另外，实验过程中，还可以增加压力传感器、位移传感器等相关传感器，对煤岩体的破坏特征及渗流特征进行监测，本实验系统主要提供实验装置的使用方法，使用者可以根据实验需求采用不同的监测手段；
S010，实验结束，拆除实验设备；
具体的，拆除所述第一出水管18上安装的水压表，将水放出；拆除所述第一加载机构3、所述液压千斤顶6，拆除所述第二垂向加载机构4，然后将煤层与岩层组合体材料进行拆除；拆除所述第三侧向加载机构5，拆除所述稳定支撑梁7，拆除所述侧向承载架2。
以上所述的仅是本发明的原理和较佳的实施例。应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在本发明原理的基础上，还可以做出若干其它变型，也应视为本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种煤岩体固液耦合相似模拟实验装置，其特征在于，包括实验主体承载架、侧向承载架、第一加载机构、第二垂向加载机构、第三侧向加载机构、液压千斤顶、稳定支撑梁；
所述实验主体承载架包括密封背板、侧向密封板、挡水板、密封底板、承载底板、水沟、收集水仓、第一出水管、第二出水管、支撑腿、第一连接耳板、第二连接耳板、第三连接耳板、第四连接耳板；
所述密封背板与侧向密封板、密封底板为固定连接；
所述承载底板与密封底板为固定连接，且承载底板应略低于密封底板，形成一个台阶；
所述承载底板上开设水沟，且水沟应紧邻挡水板；
所述挡水板主要用于阻止渗出的水流出实验台，并能够通过开设的水沟流入收集水仓；
所述收集水仓用于收集实验过程中从煤层与岩层组合体材料中渗出的水；
所述第一出水管用于监测水压变化，并在实验结束后将水放出；
所述第二出水管用于放出收集水仓内储存的水；
所述第一连接耳板用于与所述液压千斤顶的一端连接；
所述第二连接耳板、第三连接耳板、第四连接耳板用于与所述侧向承载架连接，组合形成稳定的实验台；
所述侧向承载架包括承载架支撑侧板、承载架导向孔、承载架螺纹孔、承载架第一连接耳板、承载架第二连接耳板、承载架第三连接耳板、承载架第四连接耳板；
所述承载架第一连接耳板与所述第二连接耳板相连；
所述承载架第二连接耳板与所述第四连接耳板相连；
所述承载架第三连接耳板与所述第三连接耳板相连；
所述承载架第四连接耳板与所述稳定支撑梁的一端相连；
由一个所述实验主体承载架、两个所述侧向承载架、一个所述第一加载机构、一个所述第二垂向加载机构、两个所述第三侧向加载机构、两个所述液压千斤顶、一根所述稳定支撑梁组成所述的煤岩体固液耦合相似模拟实验装置；
所述第一加载机构的两端分别与两个所述液压千斤顶的一端进行连接，所述液压千斤顶的另一端与所述实验主体承载架连接；
所述侧向承载架分别与实验主体承载架、第二垂向加载机构、第三侧向加载机构、稳定支撑梁进行连接；
所述第二垂向加载机构的两端分别与两个所述侧向承载架连接；
所述第三侧向加载机构与侧向承载架连接；
所述稳定支撑梁的两端分别与两个所述侧向承载架连接。
2.根据权利要求1所述的一种煤岩体固液耦合相似模拟实验装置，其特征在于，所述第一加载机构包括第一加载加压板、第一加载筋板、注水管、第一加载连接耳板；
所述第一加载连接耳板与所述液压千斤顶的一端连接。
3.根据权利要求1所述的一种煤岩体固液耦合相似模拟实验装置，其特征在于，所述第二垂向加载机构包括第二加载加压板、第二加载固定板、第二加载导向柱、第二加载螺栓、第二加载连接耳板；
所述第二加载加压板与所述第二加载导向柱为固定连接，在所述第二加载固定板上开设导向孔，所述第二加载导向柱可以沿导向孔进行上下运动；
所述第二加载固定板上开设螺纹孔，所述第二加载螺栓通过开设的螺纹孔向所述第二加载固定板施加载荷；
所述第二加载连接耳板与所述承载架第二连接耳板连接。
4.根据权利要求1所述的一种煤岩体固液耦合相似模拟实验装置，其特征在于，所述第三侧向加载机构包括第三侧向加载加压板、第三侧向加载导向柱、第三侧向加载螺栓；
所述第三侧向加载导向柱与所述第三侧向加载加压板为固定连接；
所述第三侧向加载螺栓通过所述承载架螺纹孔向所述第三侧向加载加压板施加载荷。
5.一种如权利要求1-4任一项所述的煤岩体固液耦合相似模拟实验装置的使用方法，其特征在于，包括：
S001，根据工程现场实际情况确定相似材料物理力学参数，以及模型的几何参数；
S002，将所述侧向承载架与实验主体承载架连接固定，将所述稳定支撑梁的两端分别与两个所述侧向承载架连接固定；
S003，将所述第三侧向加载机构的第三侧向加载导向柱穿过承载架导向孔，并根据煤层与岩层组合体尺寸要求，用第三侧向加载螺栓通过承载架螺纹孔进行限位；
S004，根据模型的几何参数、模型材料的物理力学参数，在所述承载底板上铺设煤层与岩层组合体材料；
S005，将第二加载加压板置于煤层与岩层组合体材料上，将第二加载固定板通过开设的导向孔与第二加载导向柱连接，并通过所述第二加载连接耳板与承载架第二连接耳板连接，此时，通过第二加载螺栓向所述第二加载加压板施加压力，模拟煤层与岩层组合体受到的初始作用力；
S006，通过调整所述第三侧向加载螺栓，从而调整第三侧向加载加压板向煤层与岩层组合体施加的侧向载荷；通过调整所述第二加载螺栓，从而调整第二加载加压板向煤层与岩层组合体施加的垂向载荷；
S007，将所述第一加载机构的两端分别与两个液压千斤顶的一端进行连接，将所述液压千斤顶的另一端与实验主体承载架连接；
S008，在所述第一出水管上安装水压表，同时利用水压表封堵第一出水管，并根据实验要求，通过注水管进行注水，注水过程中，通过水压表压力的变化判断水位的变化，当达到初始水压值时停止注水；
S009，进行煤岩体固液耦合实验；通过调整所述液压千斤顶的伸缩行程，改变煤层与岩层组合体材料受到的水压值；通过调整所述第二加载螺栓，改变煤层与岩层组合体材料受到的垂向载荷；通过调整所述第三侧向加载螺栓，改变煤层与岩层组合体材料受到的侧向载荷；通过监测所述收集水仓收集的渗水量与时间的关系，分析煤层与岩层组合体材料的损伤破坏特性；
S010，实验结束，拆除实验设备。
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