CN205301285U - 一种用于模拟煤层开采底板承压水导升的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于模拟煤层开采底板承压水导升的装置，包括模拟试验台、水囊及导升管，所述模拟试验台的底座上表面的前后两侧，分别设置有前护板和后护板，形成安装槽。所述水囊位于安装槽内，水囊的上方设置有多个横向的承载螺栓，各承载螺栓连接前护板和后护板，且位于同一平面，承载螺栓上方的安装槽内铺设有多块方形木板。所述导升管有多根，多根导升管沿安装槽竖向均匀排布，且下端穿过木板与水囊相连相通，各导升管的上端封闭。每根导升管的一侧由上到下均匀布置有多个分支管，各分支管与其连接的导升管相连通。本实用新型结构简单，制造成本低，实用性强，可更加直观观测到承压水的导升位置及突水通道的形成过程。

Description

一种用于模拟煤层开采底板承压水导升的装置

技术领域

本实用新型涉及煤矿监测设备技术领域，具体涉及一种用于模拟煤层开采底板承压水导升的装置，可实现煤层底板突水情况进行直观观测。

背景技术

由于煤层底板隔水层处于高压力、强渗流、多构造等极其复杂的地质环境，诱导底板突水因素多样，近几年煤矿岩溶水的突水频率日趋上升，突水量日趋增大，因此研究煤层在采动影响下底板水压的变化情况，及时对底板情况进行监测、预防，防止底板突水对采空区的破坏十分重要。

现有技术中，主要利用孙文斌的深部采动高水压底板突水相似模拟试验系统和冯梅梅的底板突水危险性物理模拟试验系统获得煤层开采时承压水对底板各岩层的影响及承压水水压变化，但是这些方法还存在部分缺陷，如在深部采动高水压底板突水相似模拟试验系统中隔水层材料的强度及自身密封性要求严格，底板突水危险性物理模拟试验系统不能实时监测裂隙和突水通道的发育高度、水流的动压模拟等。因此，研制一种用于模拟承压水上煤层开采底板突水的新装置可为承压水上煤矿安全回采提供正确的理论指导。

实用新型内容

针对上述现有技术的不足，本实用新型提供一种用于模拟煤层开采底板承压水导升的装置，该装置为了实现对承压水的导升位置及突水通道形成过程的直观观测。

为了解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：

一种用于模拟煤层开采底板承压水导升的装置，包括模拟试验台、水囊及导升管，所述模拟试验台的底座上表面的前后两侧，分别设置有前护板和后护板，前、后护板的两端均与模拟试验台的左、右立柱固定连接，形成安装槽。所述水囊位于安装槽内，水囊的上方设置有多个横向的承载螺栓，各承载螺栓连接前护板和后护板，且位于同一平面。承载螺栓上方的安装槽内铺设有多块方形木板，各木板首尾相靠且布满整个安装槽。所述导升管有多根，多根导升管沿安装槽竖向均匀排布，且下端穿过木板与水囊相连相通，各导升管的上端封闭。每根导升管的一侧由上到下均匀布置有多个分支管，各分支管与其连接的导升管相连通。

优选地，各承载螺栓由水囊一侧的护板穿过，其末端旋入水囊另一侧的护板。所有承载螺栓的底部与注满水的水囊的顶部之间具有间隙。

优选地，各导升管和分支管均由软质的透明PVC制成，可埋入木板上方的相似材料内，所述各分支管的末端由相似材料的一侧伸出。

优选地，所述安装槽的底部设置有长条状的垫板，垫板位于水囊的下方，垫板的上表面具有与水囊的底部相适配的U形凹槽，所述U形凹槽延伸至垫板的两端。

优选地，所述水囊的外部配置有承压水加载系统，承压水加载系统包括进水管、出水管及水箱，所述进水管和出水管的一端分别与水囊相接相通，进水管和出水管的另一端分别连接水箱。

优选地，所述进水管由水箱至水囊依次设置有控制阀门及稳压泵，位于稳压泵和水囊之间的进水管上还设置有压力表。

通过采用上述技术方案，本实用新型的有益技术效果是：本实用新型结构简单，制造成本低，实用性强，可更加直观观测到承压水的导升位置及突水通道的形成过程。

附图说明

图1是本实用新型一种用于模拟煤层开采底板承压水导升的装置的结构原理示意图。

图2是图1中本实用新型某一部分的结构示意图，示出的是水囊及导升管。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进行详细说明：

结合图1和图2，一种用于模拟煤层开采底板承压水导升的装置，包括模拟试验台1、水囊2及导升管3，所述模拟试验台1的底座上表面的前后两侧，分别设置有前护板4和后护板5，所述前护板4和后护板5的两端均与模拟试验台1的左立柱11和右立柱12固定连接，形成安装槽6。所述水囊2位于安装槽6内，水囊2的上方设置有多个横向的承载螺栓9，各承载螺栓9连接前护板4和后护板5的上部，且位于同一平面。各承载螺栓9由水囊2一侧的护板穿过，其末端旋入水囊2另一侧的护板，所有承载螺栓9的底部与注满水的水囊2的顶部之间具有间隙。所述安装槽6的底部设置有长条状的垫板13，垫板13位于水囊2的下方，垫板13的上表面具有与水囊2的底部相适配的U形凹槽，所述U形凹槽延伸至垫板13的两端。所述承载螺栓9上方的安装槽6内铺设有多块方形木板7，各木板7的首尾相靠布满整个安装槽6。

所述导升管3有多根，多根导升管3沿安装槽6竖向均匀排布，且下端穿过木板7与水囊2相连相通，各导升管3的上端封闭。每根导升管3的一侧由上到下均匀布置有多个分支管8，各分支管8与其连接的导升管3相连通。各导升管3和分支管8均由软质的透明PVC制成，埋入木板7上方的相似材料内，所述各分支管8的末端由相似材料的一侧伸出。所述水囊2的外部配置有承压水加载系统，承压水加载系统包括进水管14、出水管15及水箱10，所述进水管14和出水管15的一端分别与水囊2相接相通，进水管14和出水管15的另一端分别连接水箱10。进水管15上由水箱10至水囊2依次设置有控制阀门16和稳压泵17，位于稳压泵17和水囊2之间的进水管14上还设置有压力表18。

将水囊2放置到安装槽6内，将承压水加载系统连接到水囊2上，将控制阀门16关闭。各承载螺栓9将前护板4和后护板5的上部连接起来，在承载螺栓9铺设木板7，使之能承受模型铺设初期岩层的重力和铺设的冲击力。各导升管3由木板7上的孔向上伸出，保持各导升管3保持竖直状态，在模拟试验台1的支架内铺设相似材料，在铺设相似材料的时候，应将模拟实验材料压实，使导升管3与分支管8通过岩层的挤压作用闭合，待承压水发育可在水压作用下可形成裂隙从而将导升管3与分支管8导通。相似材料铺设完毕后，保持与导升管3相连通的各分支管8的末端均伸出相似材料一侧，以便于观察。

待模型铺设完成稳定后可将全部承载螺栓9旋出，解除木板7和承载螺栓9共同对其上方相似材料的支撑力，各木板7与水囊2充分接触，从而可将水囊2压力的变化精确传递至上部相似材料中，还原了煤层开采时承压水对底板各岩层的影响及承压水水压变化。开启控制阀门16，调节稳压泵17，保持水囊2的水压保持一定压力。将控制阀门16打开，使水箱10内的水进入水囊2，调节稳压泵21，使其对水囊2进行加压，水囊2上方的导升管3与分支管8可根据相似材料裂隙发育的情况导通，从而可以观测承压水导升位置和突水通道的形成过程。

当然，上述说明并非是对本实用新型的限制，本实用新型也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本实用新型的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本实用新型的保护范围。

Claims (6)

1.一种用于模拟煤层开采底板承压水导升的装置，包括模拟试验台、水囊及导升管，其特征在于，所述模拟试验台的底座上表面的前后两侧，分别设置有前护板和后护板，前、后护板的两端均与模拟试验台的左、右立柱固定连接，形成安装槽；所述水囊位于安装槽内，水囊的上方设置有多个横向的承载螺栓，各承载螺栓连接前护板和后护板，且位于同一平面；承载螺栓上方的安装槽内铺设有多块方形木板，各木板首尾相靠且布满整个安装槽；所述导升管有多根，多根导升管沿安装槽竖向均匀排布，且下端穿过木板与水囊相连相通，各导升管的上端封闭；每根导升管的一侧由上到下均匀布置有多个分支管，各分支管与其连接的导升管相连通。

2.根据权利要求1所述的一种用于模拟煤层开采底板承压水导升的装置，其特征在于，各承载螺栓由水囊一侧的护板穿过，其末端旋入水囊另一侧的护板；所有承载螺栓的底部与注满水的水囊的顶部之间具有间隙。

3.根据权利要求1所述的一种用于模拟煤层开采底板承压水导升的装置，其特征在于，各导升管和分支管均由软质的透明PVC制成，可埋入木板上方的相似材料内，所述各分支管的末端由相似材料的一侧伸出。

4.根据权利要求1所述的一种用于模拟煤层开采底板承压水导升的装置，其特征在于，所述安装槽的底部设置有长条状的垫板，垫板位于水囊的下方，垫板的上表面具有与水囊底部相适配的U形凹槽，所述U形凹槽延伸至垫板的两端。

5.根据权利要求1所述的一种用于模拟煤层开采底板承压水导升的装置，其特征在于，所述水囊的外部配置有承压水加载系统，承压水加载系统包括进水管、出水管及水箱，所述进水管和出水管的一端分别与水囊相接相通，进水管和出水管的另一端分别连接水箱。

6.根据权利要求5所述的一种用于模拟煤层开采底板承压水导升的装置，其特征在于，进水管由水箱至水囊依次设置有控制阀门及稳压泵，位于稳压泵和水囊之间的进水管上还设置有压力表。