[发明专利]三维承压水上采煤泄压模拟试验台

说明书

一种三维承压水上采煤泄压模拟试验台，具有供水装置、模拟试验箱、支撑调节装置、数据处理装置。供水装置具有供水箱、输水管、给水水泵、控压泵、第一至四阀门；模拟试验箱具有主箱体、相似材料、盖板、稳水箱和集水箱。盖板将主箱体的上端口、稳水箱的上端口盖住并密封，盖板的内侧安装有多个网格体，每个网格体的下端开口并埋进相似材料中，盖板上在每个网格体的中心处皆设有用以模拟煤矿承压水泄水降压的泄水孔，每个泄水孔上连接泄水管，每个泄水管上依次安装有电机阀、流量传感器、压力传感器。它不仅真实的模拟了地下承压水承载的压力，还模拟了承压水泄水降压过程中压力的变化情况，从而模拟计算出承压含水层需要降水泄压的最小量。

技术领域

本发明涉及一种煤矿承压水泄水降压试验装置，具体是一种三维承压水上采煤泄压模拟试验台。

背景技术

煤矿作业中承压水突水是煤矿工作者关注的重点安全问题，突水隐患极大的威胁煤矿工作者的生命和财产安全，对承压水地层进行泄水降压是预防承压水突水风险的重要方法之一。目前，对于承压水泄水降压的研究主要以数值模拟为主，而三维模拟承压水上采煤泄压的试验设备较少。发明人检索到以下相关专利文献：CN105259045A公开了一种承压水下采煤的相似模拟试验装置，包括支撑架和架设于其上的煤层和岩层，在所述岩层中设置有承压含水层，所述承压含水层包括10个所述小水袋，从第1个～第5个小水袋的入水口设置在所述左侧壁的中部，处于靠近所述前侧壁的位置，出水口设置在所述右侧壁的下部，处于靠近所述后侧壁的位置；从第6个到10个小水袋的入水口设置在所述左侧壁的下部，处于靠近所述前侧壁的位置。CN105259047A公开了一种带有水箱的模拟承压水的水袋装置，包括水箱，支撑架和架设于其上的煤层和岩层，在所述岩层中设置有承压含水层，所述多个水箱具有相同的规格，所述水箱从上至下包括依次连通的上管体、上箱体、下管体和下箱体，所述上管体的上端为管口，所述上管体的上部为无刻度区，下部为有刻度区，所述下管体的上部为有刻度区，下部为无刻度区，在所述有刻度区的管壁上设置有刻度。CN105388266A公开了一种承压水下开采煤炭的模拟试验装置及其使用方法，承压水下开采煤炭的模拟试验装置，包括架体、设置在所述架体上的承压含水层、煤层、设置在所述煤层两侧的支撑杆、以及其他岩层；所述承压含水层由多个小水袋连接而成，所述小水袋是由水袋顶板、水袋底板、前侧壁、后侧壁、左侧壁和右侧壁围合而成的长方体结构，其内部为充水空间。CN104569349A公开了一种模拟降雨及含水量对边坡稳定性影响的分析试验装置，由模拟边坡降雨系统、边坡试验平台系统及数据采集分析系统组成：模拟边坡降雨系统中，水箱与水管构成回路，水管上装有水泵、阀门、流量计和喷头，喷头均布在边坡试验平台系统顶部；边坡试验平台系统中，倾斜台位于底板上，底板下设有螺纹杆及与螺纹杆相连的旋转轮，摄像墙与倾斜台转动方向平行；数据采集分析系统中，传感器均布在底板上，摄像头位于摄像墙上，传感器数据收集装置设在底板一侧，传感器数据收集装置、流量计分别通过数据传输线与计算机连接。CN105675818A公开了一种受采动影响煤层底板突水模拟试验系统，该装置包括模拟试验装置、操作控制台和水压控制装置，操作控制台通过控制电缆分别与模拟试验装置和水压控制装置连接，水压控制装置通过进水管与模拟试验装置连接，模拟试验装置包括外框架和设在外框架内的试验台。在外框架的中部设置一密封性良好的试验台，将试样放置在试验台内，施加纵向应力与横向应力，然后开挖煤层收集相关数据，模拟高水压与底板岩性变化、底板突水全过程，从而获得底板突水的相关数据。 CN101592042公开了矿井承压水自排系统,包括具有进水口和出水口的承压水增压装置和自动换向装置,自动换向装置的动力输出端通过水管与承压水增压装置的动力输入端连接,承压水增压装置的动力输出端与自动换向装置的动力输入端连接。CN101130954本发明公开了一种可调节式串连承压水真空降压方法，它包括以下步骤：测量相邻承压含水层的各层水头及厚度以及粘土弱透水层的厚度；从地面打井孔至下层承压含水层的深度；准备井管；按井管对应的每一含水层的位置在所述的井孔内下井管；在井管外壁与各含水层之间投料；试抽水；在井管内粘土弱透水层位置放置气囊；使气囊充气、放气以控制上、下承压含水层之间的联系。