CN206233921U - 适用于固液耦合相似模拟实验的导水裂缝带监测装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种适用于固液耦合相似模拟实验的导水裂缝带监测装置，包括钢体模型框，所述钢体模型框内由下至上依次设置有煤层、基岩层、隔水土层和松散含水层，所述基岩层内设置有多个高精密薄膜贴片电阻，所述高精密薄膜贴片电阻的输出端均与数据采集箱连接，所述数据采集箱设置在钢体模型框外；所述松散含水层上设置有水量计量器，所述水量计量器的下部位于松散含水层内，所述松散含水层的数量为多个，所述水量计量器位于钢体模型框内。本实用新型实现了固液耦合相似模拟实验的导水裂缝带的实时监测及记录，监测精度高；预埋在模拟材料的高精密薄膜贴片电阻成本低且能够回收利用，容易批量购买，能够满足多架次的实验模拟。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种监测装置，尤其涉及一种适用于固液耦合相似模拟实验的导水裂缝带监测装置。
背景技术
固液耦合相似模型实验是研究矿业工程采动及渗流影响的主要手段之一，实验的监测手段呈现多样化。例如，使用全站仪进行采场覆岩位移监测，使用高精度应力测试仪进行采场应力监测，使用模拟液压支架进行采场应力监测。但是仍有很多问题：例如研究采场顶板突水问题时，对采场上覆的导水裂缝带监测技术仍未突破，目前主要采用模型表面宏观裂隙场监测进行导水裂缝带发育的监测；认为模型宏观裂隙带即为导水裂缝带的思路是在目前技术条件下的权宜之计，存在较大误差。当模型内部裂隙带发育并未波及至模型表面时，仅仅通过模型表面裂隙带的发育来判定导水裂缝带的发育高度，会使实验监测高度低于实际高度。因此，目前采用模型表面宏观裂隙场监测的方式不适用于监测采场开挖过程中基岩层导水裂缝带的发育规律。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服上述现有技术中的不足，提供一种适用于固液耦合相似模拟实验的导水裂缝带监测装置，其实现了固液耦合相似模拟实验的导水裂缝带的实时监测及记录，监测精度高；预埋在模拟材料的高精密薄膜贴片电阻成本低且能够回收利用，容易批量购买，能够满足多架次的实验模拟。
为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：适用于固液耦合相似模拟实验的导水裂缝带监测装置，其特征在于：包括钢体模型框，所述钢体模型框内由下至上依次设置有煤层、基岩层、隔水土层和松散含水层，所述基岩层内设置有多个高精密薄膜贴片电阻，所述高精密薄膜贴片电阻的输出端均与数据采集箱连接，所述数据采集箱设置在钢体模型框外；所述松散含水层上设置有水量计量器，所述水量计量器的下部位于松散含水层内，所述松散含水层的数量为多个，所述水量计量器位于钢体模型框内。
上述的适用于固液耦合相似模拟实验的导水裂缝带监测装置，其特征在于：所述煤层的一侧设置有开切眼。
上述的适用于固液耦合相似模拟实验的导水裂缝带监测装置，其特征在于：所述高精密薄膜贴片电阻为PR02高精密薄膜贴片电阻。
上述的适用于固液耦合相似模拟实验的导水裂缝带监测装置，其特征在于：所述水量计量器的数量为三个，三个所述水量计量器均匀设置。
上述的适用于固液耦合相似模拟实验的导水裂缝带监测装置，其特征在于：所述钢体模型框为方形钢体模型框。
本实用新型与现有技术相比具有以下优点：
1、本实用新型结构简单、设计合理且使用操作方便。
2、以往的模拟实验只能通过岩层表面位移量进行笼统的裂隙带发育描述，不能够定性定量分析；而本实用新型实现了固液耦合相似模拟实验的导水裂缝带的实时监测及记录，监测精度高。
3、本实用新型预埋在模拟材料的高精密薄膜贴片电阻成本低且能够回收利用，容易批量购买，能够满足多架次的实验模拟。
下面通过附图和实施例，对本实用新型做进一步的详细描述。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
附图标记说明:
1—钢体模型框； 2—煤层； 3—基岩层；
4—隔水土层； 5—松散含水层； 6—高精密薄膜贴片电阻；
7—水量计量器； 8—数据采集箱。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型包括钢体模型框1，所述钢体模型框1内由下至上依次设置有煤层2、基岩层3、隔水土层4和松散含水层5，所述基岩层3内设置有多个高精密薄膜贴片电阻6，所述高精密薄膜贴片电阻6的输出端均与数据采集箱8连接，所述数据采集箱8设置在钢体模型框1外；所述松散含水层5上设置有水量计量器7，所述水量计量器7的下部位于松散含水层5内，所述松散含水层5的数量为多个，所述水量计量器7位于钢体模型框1内。
导水裂缝带的发育规律，表征了采场上基岩层3在采动及渗流作用下的耦合作用，模型中的导水裂缝带在是含水层水进入顶板的导水通道，可以通过监测水体运移规律来说明微观导水裂缝带的发育规律。该导水裂缝带监测装置为了能够监测到模型的微观裂隙水运移规律，通过在基岩层3内设置有多个高精密薄膜贴片电阻6，高精密薄膜贴片电阻6的输出端均与数据采集箱8连接，由高精密薄膜贴片电阻6实时动态的对水量数据进行监测，最后通过分析判断导水裂缝带的发育规律，监测精度高。
如图1所示，所述煤层2的一侧设置有开切眼9。
本实施例中，所述高精密薄膜贴片电阻6为PR02高精密薄膜贴片电阻。
本实施例中，所述水量计量器7的数量为三个，三个所述水量计量器7均匀设置，利于提高测量数据。
本实施例中，所述钢体模型框1为方形钢体模型框。
本实用新型的工作原理为：当煤层开采后，在采动及渗流作用下隔水土层4发生破坏，松散含水层5的潜水将通过隔水土层4的裂缝进入基岩层3，基岩层3内部的裂隙带是水体的导水通道，高精密薄膜贴片电阻6将实时记录基岩层3内一定范围的水量变化，并传输给数据采集箱8，各个高精密薄膜贴片电阻6能够将基岩层3位置的水量完整准确的记录下来，通过水量数据的处理，可以从微观上定性定量的分析固液耦合实验的导水裂缝带的发育规律。
以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变换，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。
Claims (5)
1.适用于固液耦合相似模拟实验的导水裂缝带监测装置，其特征在于：包括钢体模型框(1)，所述钢体模型框(1)内由下至上依次设置有煤层(2)、基岩层(3)、隔水土层(4)和松散含水层(5)，所述基岩层(3)内设置有多个高精密薄膜贴片电阻(6)，所述高精密薄膜贴片电阻(6)的输出端均与数据采集箱(8)连接，所述数据采集箱(8)设置在钢体模型框(1)外；所述松散含水层(5)上设置有水量计量器(7)，所述水量计量器(7)的下部位于松散含水层(5)内，所述松散含水层(5)的数量为多个，所述水量计量器(7)位于钢体模型框(1)内。
2.按照权利要求1所述的适用于固液耦合相似模拟实验的导水裂缝带监测装置，其特征在于：所述煤层(2)的一侧设置有开切眼(9)。
3.按照权利要求1或2所述的适用于固液耦合相似模拟实验的导水裂缝带监测装置，其特征在于：所述高精密薄膜贴片电阻(6)为PR02高精密薄膜贴片电阻。
4.按照权利要求1或2所述的适用于固液耦合相似模拟实验的导水裂缝带监测装置，其特征在于：所述水量计量器(7)的数量为三个，三个所述水量计量器(7)均匀设置。
5.按照权利要求1或2所述的适用于固液耦合相似模拟实验的导水裂缝带监测装置，其特征在于：所述钢体模型框(1)为方形钢体模型框。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112067788A (zh) * | 2020-09-01 | 2020-12-11 | 安徽建筑大学 | 厚表土薄基岩底部含水层疏水规律模型试验装置及方法 |
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