[实用新型]用于保水采煤相似模拟的实验装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种保水开采实验装置，具体涉及一种用于保水采煤相似模拟的实验装置。

背景技术

煤炭的大规模开采会造成地下含水层的极大破坏，带来地表和地下水资源的极大浪费。保水开采的目标是在防治采场突水的同时，对水资源进行有意识的保护，使煤炭开采对矿区水文环境的扰动量小于区域水文环境容量。研究在开采后上覆岩层的破断规律和地下水漏斗的形成机理，从采矿方法、地面注浆等方面采取措施，实现矿井水资源的保护和综合利用。

研究上覆岩层中隔水层的破坏稳定规律对保水开采至关重要。利用实验室相似模拟实验是研究保水采煤时覆岩破坏移动规律的有效途径。CN 205562534 U的实用新型公布了一种近距煤层群保水开采相似模拟实验装置，该装置通过隔水层破坏产生裂隙后，水引起硫酸铜颜色变化，进而判断隔水层是否遭到破坏，能得出近距煤层群开采时隔水层的破坏稳定规律。但该实用新型一方面该装置只能模拟岩层及煤层水平分布时上覆岩层的变化规律，无法模拟出岩层及煤层倾斜分布时的变化规律；另一方面，该模拟只能通过肉眼观察，无法定量表征出隔水层的破化程度。

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种用于保水采煤相似模拟的实验装置。该装置采用开口式结构，能模拟岩层及煤层不同角度分布时，煤层被开挖后隔水层的变化情况，能准确得出煤层开采后隔水层的破坏稳定规律。同时通过水检测装置定量表征出水体破坏的程度。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样来实现的：用于保水采煤相似模拟的实验装置，包括试验架；试验架内部自上而下分别有加载装置、上覆岩层、上煤层、隔岩层、下煤层、底板；上覆岩层中设有感应装置、含水层和位于含水层下部的隔水层；试验架包括底座、左立柱、右立柱、前挡板和后挡板；隔水层底部设有水检测装置；水检测装置包括外包装层和位于外包装层内的若干气体收集气囊；气体收集气囊内有氧化剂层；每个气体收集气囊分别连接有各自所对应的收集管；各个收集管汇聚后与气体流量计相连接并且最终通往收集瓶；外包装层的上表面设有多个均匀排布的通孔。

本实用新型的进一步改进还有，左立柱、右立柱上有刻度，便于通过刻度设置对不同角度的岩层及煤层。

本实用新型的进一步改进还有，刻度位置处对应设有卡槽。

本实用新型的进一步改进还有，该装置还包括与卡槽相配合的挡片，挡片卡在不同刻度对应的卡槽处，便于准确模拟不同角度的岩层及煤层填充。

本实用新型的进一步改进还有，氧化剂层为厚度均一的过氧化钠层，过氧化钠为强氧化剂，与水反应迅速，便于实验模拟。

本实用新型的进一步改进还有，前挡板为卷闸式挡板，便于不同角度岩层及煤层分层的布置，防止坍塌。

本实用新型的进一步改进还有，后挡板为透明挡板，便于观察内部岩层及煤层变化。

本实用新型的进一步改进还有，感应装置包括应力传感器、湿度传感器和位移传感器，应力传感器、湿度传感器、位移传感器通过导线与数据采集仪和计算机连接。

本实用新型的有益效果：

(1) 该装置采用开口式结构，能模拟不同角度岩层分布时，煤层被开挖后隔水层的破坏变化情况，能准确得出煤层开采后上覆岩层中隔水层的破坏稳定规律；

(2)该装置通过在隔水层底部设置含有过氧化钠的水检测装置，当隔水层破坏产生裂隙后，利用水体通过隔水层中裂隙进入水检测装置后可以产生气体，通过生成的气体量推算出下漏水量，进而可以定量表征隔水层遭到破坏程度。

附图说明

图1 为本实用新型用于保水采煤相似模拟的实验装置示意图。

图2为试验架结构示意图。

图3为水检测装置结构示意图。

图中：1、试验架，2、底板，3、上煤层，4、上覆岩层，5、加载装置，6、含水层，7、隔水层，8、下煤层，9、隔岩层，10、水检测装置，11、卡槽，12、卷闸式挡板，13、气体收集气囊，14、收集管，15、收集瓶，16、挡片，17、气体流量计。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步描述。

实施例1