[发明专利]一种模拟巷道综掘工艺的实验方法

说明书

本发明公开了一种模拟巷道综掘工艺的实验方法，属于相似模拟实验基础研究领域。模型铺设至巷道处时，预埋与设计巷道等尺寸的块体石蜡块体，根据加热棒热能辐射范围和块体石蜡受热熔化情况，在块体石蜡块体上开加热孔和导流孔；在实验架的盖板对应巷道处开与块体石蜡相同的加热孔和导流孔，将加热棒和带加热层导流管顺序嵌入孔内并编号；实验过程中，根据加热棒编号选择性控制加热，使熔化的块体石蜡沿就近的带加热层导流管流出，实现不同截割顺序、不同截割路径条件下巷道模拟开挖。本发明适用于模拟巷道综掘工艺，符合生产实践，易操作易实施。

技术领域

本发明适用于相似模拟实验基础研究领域，涉及一种模拟巷道综掘工艺的实验方法。

背景技术

随着我国经济稳定增长，煤炭资源需求量日趋增加，高效开采的意义愈显重大。掘进作为煤炭开采先行工序，采掘协调是保证煤炭高效开采的关键。岩巷掘进工程量一般占巷道掘进总工程量的50％，占矿井总工程量25％左右，与煤巷相比，岩巷掘进速度较为迟缓，因此，优化岩巷截割顺序、提高掘进速度就显得更加重要。相似模拟实验作为研究地下工程(如采矿)普遍规律的重要方法和手段，国内外都有广泛应用，但如何模拟巷道掘进工艺，尤其是截割顺序仍然没有成熟可行的方法。

发明内容

技术问题：本发明的目的是针对现有技术中的不足之处，提供一种方法简单、操作方便、模拟效果好的模拟巷道综掘工艺的实验方法。

技术方案：本发明的模拟巷道综掘工艺的实验方法，包括如下步骤：

a.以相似三定律为理论基础，计算巷道综采面模型应力相似比，确定巷道综采面模型各煤岩层所用的相似材料及其配比；

b.根据几何相似比确定巷道的模型尺寸：长×宽×高，选择与巷道尺寸相符的实验架；

c.根据巷道综采面模型尺寸，按实验要求用相似材料由深至浅铺设煤层或岩层)，压实，并在煤层或岩层的层与层间撒少量云母粉；

d.铺设模型巷道时，预埋设计巷道模型尺寸相同的块体石蜡，根据加热棒热能辐射范围和块体石蜡受热熔化情况，在块体石蜡上开设加热孔和导流孔；

e.在模型巷道上放置盖板，并在盖板对应块体石蜡处开设与加热孔和导流孔相同的孔，将加热棒和带加热层导流管顺序嵌入加热孔和导流孔内，并对其进行编号；

f.按照实验方案设计的截割顺序及路径，根据加热棒的编号选择性控制加热，熔化的块体石蜡沿就近的带加热层导流管流出，实现不同截割顺序、不同截割路径条件下的巷道模拟开挖。

所述按照实验方案设计的截割顺序及路径预先加热带加热层导流管，防止块体石蜡(6)流出时在管内凝固。

所述的相似材料由煤或模拟岩层的碎砂石和沙子混合而成。

有益效果：由于采用了上述技术方案，本发明通过预埋与设计巷道等尺寸的块体石蜡块体，根据加热棒热能辐射范围和块体石蜡受热熔化情况，在块体石蜡块体上开加热孔和导流孔；在实验架盖板对应巷道处开与块体石蜡相同的加热孔和导流孔，将加热棒和带加热层导流管顺序嵌入孔内并编号；实验过程中，根据加热棒编号选择性控制加热，使熔化块体石蜡沿就近的带加热层导流管流出，实现不同截割顺序、不同截割路径条件下巷道模拟开挖。与传统实验方法相比，具有如下优点：

(1)实现了相似实验中巷道综掘工艺模拟，可按设计截割顺序及路径进行巷道开挖，符合生产实践；

(2)为研究与优化巷道快速掘进工艺提供了一种新思路、新方法；

(3)操作简单，易实施。

附图说明

图1为本发明的一种模拟巷道综掘工艺的实验方法布置示意图。

图2为本发明的模拟巷道盖板结构示意图。