[发明专利]一种采场覆岩运动反演模拟试验系统及试验方法

权利要求书

1.一种采场覆岩运动反演模拟试验系统的试验方法，其特征在于，所述的采场覆岩运动反演模拟试验系统包括主体模拟架和控制单元，所述主体模拟架上自下而上依次设有升降台、煤层相似材料、直接顶层、基本顶层和上覆荷载层；

所述升降台包括升降台本体和多个升降板，升降台本体用于单独驱动每个升降板上下移动；

所述煤层相似材料，水平铺设在升降板上，且煤层相似材料层的两端内部、以及煤层相似材料层与升降板之间还设有多个第一应力检测单元；

所述基本顶层包括多个基本顶层组件，相邻两个基本顶层组件首尾依次连接，或相邻两个基本顶层组件通过至少一个可拆卸连接块相连接，其中，每个基本顶层组件包括第一连接本体、第二连接本体和连接单元，第一连接本体的一端和第二连接本体一端相铰链，且第一连接本体、第二连接本体还经连接单元相连接，第一连接本体、第二连接本体和/或可拆卸连接块上设有第二应力检测单元；所述第一连接本体包括第一铁块主体和第一固定胶块，所述第二连接本体包括第二铁块主体和第二固定胶块，第一铁块主体和第二铁块主体通过双绞合页相连接，所述连接单元包括相互配合的电磁铁和衔铁，电磁铁和衔铁分别嵌设在第一铁块主体的内侧面和第二铁块主体的内侧面，所述电磁铁还与控制单元相连接，以及所述第一固定胶块和第二固定胶块分别固定在第一铁块主体和第二铁块主体的外侧，所述可拆卸连接块的两侧分别与第一固定胶块和第二固定胶块的外侧面卡接配合；

所述上覆荷载层的内部设有第三应力检测单元；

所述控制单元分别与升降台本体、连接单元、第一应力检测单元、第二应力检测单元和第三应力检测单元相连接；

所述的试验方法包括以下步骤：

第一步：准备工作

1.1、在试验开始前用欧姆表调试第一应力检测单元、第二应力检测单元和第三应力检测单元，将第一应力检测单元、第二应力检测单元和第三应力检测单元对应的电压值调整为0.1；

1.2、将第一应力检测单元、第二应力检测单元和第三应力检测单元标零；

1.3、模拟试验系统的铺设

1.3.1、控制升降台的升降板上升到设定高度，并对各升降板进行编号，然后，将第一应力检测单元铺设在升降板上；

1.3.2、煤层相似材料制成长方体块，并放置在升降板上；

1.3.3、铺设直接顶层；

1.3.4、铺设基本顶层；

1.3.5、铺设上覆荷载层。第二步：控制单元控制基本顶层上每对电磁铁和衔铁都处于吸合状态；

第三步：对其中一个升降板上方的煤层相似材料进行模拟采掘，观察并保存应力棒柱图；

第四步：依次模拟采掘其余升降板上方的煤层相似材料；

第五步：煤层相似材料模拟采掘完毕后，按照项目中的实际状况利用升降台对较厚煤层处进行位置调整；

第六步：断开基本顶层上每对电磁铁和衔铁，上覆荷载层出现缓慢的下沉，观察并保存应力棒柱图的变化。

2.如权利要求1所述的采场覆岩运动反演模拟试验系统的试验方法，其特征在于，所述可拆卸连接块的两侧与第一固定胶块和第二固定胶块之间还通过螺栓相锁紧。

3.如权利要求1所述的采场覆岩运动反演模拟试验系统的试验方法，其特征在于，所述直接顶层包括依次排列的多个聚氯乙烯块，每个聚氯乙烯块的形状和位置与所述升降板的形状和位置相对应。

4.如权利要求3所述的采场覆岩运动反演模拟试验系统的试验方法，其特征在于，所述上覆荷载层包括多个紧密排列在一起的胶块。

5.如权利要求1所述的采场覆岩运动反演模拟试验系统的试验方法，其特征在于，所述第一应力检测单元的形状和位置与所述升降板的形状和位置相对应。