[发明专利]一种综放工作面多放煤口群组放煤模拟装置及模拟方法

权利要求书

1.一种综放工作面多放煤口群组放煤模拟装置，其特征在于：

包括平行无间隔布置的放煤模拟机构，所述放煤模拟机构包括一次放煤模拟子机构和二次放煤模拟子机构，一次放煤模拟子机构和二次放煤模拟子机构首尾相接、平行设置；所述一次放煤模拟子机构包括一次放煤固定架、一次放煤尾梁、一次放煤油缸，一次放煤油缸固定连接在一次放煤固定架上，一次放煤尾梁固定设置在一次放煤油缸的活塞杆上随活塞杆伸缩移动；所述二次放煤模拟子机构包括二次放煤固定架、二次放煤尾梁、二次放煤油缸，二次放煤油缸固定连接在二次放煤固定架上，二次放煤尾梁固定设置在二次放煤油缸的活塞杆上随活塞杆伸缩移动；所述一次放煤固定架在一次放煤油缸的后端设置有步距调节器，该步距调节器与二次放煤尾梁的前端相抵；

包括一个筛分系统，该筛分系统位于放煤模拟机构的下方，包括固定在实验框架上且分隔开来的一级筛分网和二级筛分网，所述一级筛分网位于二级筛网的上方，一级筛分网的网孔直径大于二级筛网的网孔直径；

包括一个注浆系统，该注浆系统位于放煤模拟机构的上方，包括主管路和设置于主管路下且与主管路连通的注浆支管路，所述注浆支管路与主管路的连通处设置有截止阀，所述的注浆支管路伸入到模拟放煤层中。

2.如权利要求1所述的模拟装置，其特征在于：所述步距调节器包括步距调节油缸和固定在步距调节油缸活塞杆上的调节尾梁，所述步距调节油缸固定在一次放煤固定架上，与一次放煤油缸背靠背设置。

3.如权利要求1所述的模拟装置，其特征在于：所述一次放煤固定架、二次放煤固定架均固定于实验框架上。

4.如权利要求1所述的模拟装置，其特征在于：所述一级筛分网和二级筛分网均以抽屉形式安装在实验框架上。

5.一种采用综放工作面多放煤口群组放煤模拟装置进行多放煤口群组放煤模拟的模拟方法，包括如下步骤:

S1、确定相似模拟装置缩放比：通过对现场实际煤层赋存条件、放煤机构几何尺寸、采放比、放煤步距的核算，确定相似模拟装置缩放比；

S2、准备相似模拟材料：通过对现场煤、矸石样品的测量和实验，根据相似系数，选取合适的散体材料作为实验材料，来模拟顶煤和矸石，矸石粒径大于一级筛分网网孔直径，煤的粒径大于二级筛分网网孔直径且小于一级筛分网网孔直径；

S3、铺设相似模拟材料：根据现场实际的顶煤厚度、矸石层厚度及二者的分布，在模拟装置上按特定厚度和顺序铺设散体材料来模拟顶煤和矸石层；

S4、注浆改变煤层及矸石层非均质性：根据现场煤层赋存情况，通过注浆系统对煤层及矸石层不同区域进行不同程度注浆，模拟工作面不同煤体区域的强度；

S5、模拟一次放煤：将第一组成套放煤工艺参数编入计算机可编程控制系统，启动放煤程序；

S6、放煤结束后，分别将一级筛分网上的矸石、二级筛分网上的煤体取出称重，重量分别记为G_矸1、G_煤1；

S7、调节放煤步距：控制步距调节油缸活塞腔与步距调节油缸活塞杆腔进回液方向，调节放煤步距；如果步距调节油缸活塞腔进液，步距调节油缸活塞杆腔回液，则调节尾梁伸出，放煤步距增加；如果步距调节油缸活塞杆腔进液，步距调节油缸活塞腔回液，则调节尾梁收回，放煤步距减小；在调节尾梁伸出或者收缩的同时，二次放煤尾梁需要与其同步伸出与收缩，保证二者紧密对接，防止二次放煤前顶煤提前漏出；放煤步距调节量根据进回液时间进行控制；

S8、模拟二次放煤：将第二组成套放煤工艺参数编入计算机可编程控制系统，执行放煤程序；

S9、放煤结束后，分别将一级筛分网上的矸石、二级筛分网上的煤体取出称重，重量分别记为G_矸2、G_煤2；

S10、放煤结果分析：将第一组成套放煤工艺参数条件下的顶煤回收量G_煤1、矸石回收量G_矸1与第二组成套放煤工艺参数条件下的顶煤回收量G_煤2、矸石回收量G_矸2综合对比、分析，若G_煤1＞G_煤2，G_矸1＜G_矸2，则第一组成套放煤工艺参数优于第二组成套放煤工艺参数，据此为实际的综放工作面放煤工艺参数提供选择依据。