[发明专利]用于模拟承压水上煤层开采底板突水的系统及方法

权利要求书

1.一种模拟承压水上煤层开采底板突水的系统，其包括二维相似模拟实验装置、加载装置、 导升装置和数据采集装置，所述二维相似模拟实验装置分别与加载装置、数据采集装置连接， 其特征在于：

所述二维相似模拟实验装置包括试验台，所述试验台是由底板、左右侧板及顶板构成的 长方体框架；

所述导升装置包括囊体、护板槽、U形槽和位于囊体上表面的导升管，所述U形槽位于 所述底板上，所述囊体固定在所述U形槽内，所述护板槽位于底板的两侧，在所述护板槽的 内壁开设有若干个小孔，在导升管的垂直方向上间隔均匀的设置有若干个分支管，在模型铺 设时，所述分支管位于模型的外侧，所述囊体上设置有进水口和出水口，通过所述加载装置 向注水口内部注水以起胀囊体，经注水后起胀的囊体上表面排布有条形板，所述条形板的两 端固定在所述护板槽的内壁上。

2.根据权利要求1所述的模拟承压水上煤层开采底板突水的系统，其特征在于：所述加载装 置包括水箱、泵和压力表，所述水箱通过管道与所述进水口连接，所述泵和压力表均布设在 所述管道上。

3.根据权利要求2所述的模拟承压水上煤层开采底板突水的系统，其特征在于：所述数据采 集装置通过线路连接所述压力表。

4.根据权利要求2所述的模拟承压水上煤层开采底板突水的系统，其特征在于：所述条形板 完全覆盖住所述囊体的上表面。

5.一种模拟承压水上煤层开采底板突水的方法，其特征在于，依次包括以下步骤：

a准备实验系统，所采用的实验系统包括二维加载模拟实验装置、加载装置、导升装置和数 据采集装置，在二维加载模拟试验装置的底板的两侧铺设护板槽，在所述护板槽内壁的长度 方向上依次打若干个小孔，所述小孔处配合有承载螺栓，在底板上平放可容纳囊体的U形槽， 在囊体的上表面间隔均匀的连接导升管，并依次铺设条形板以覆盖住囊体上表面，条形板的 两端固定在护板槽上，所述护板槽、U型槽、承载螺栓和条形板共同作用承载模型铺设期间 上部岩层的重力和冲击力，在导升管的垂直方向上间隔均匀的设置有若干个分支管；

b将囊体上的进水口通过管道与加载装置连接，数据采集装置通过线路与管道上的压力表连 接；

c进行实验模型的铺设，在铺设过程中将导升管埋设在各岩层中，依靠岩层之间的挤压作用 使管路闭合，在后期煤层开采过程中承压水导升管通过稳压状态下承压水上煤层开采对底板 及其上部裂隙的发育将闭合的管路导通；

d实验模型铺设完成后，在岩层稳定的情况下，将承载螺栓旋出，以消除承载螺栓与条形板 对上部岩层的共同作用，使上部岩层重力完全均匀作用至条形板上部，使囊体受力保持均匀；

e开启加载装置向囊体内注入稳压水，逐渐加压，观测承压水导升位置和突水通道的形成过 程。