[发明专利]模拟煤矿回采巷道裂隙演化的可视化试验装置及试验方法

权利要求书

1.模拟煤矿回采巷道裂隙演化的可视化试验装置，其特征在于：包括真空桶、透明模型箱和颗粒均布箱，真空桶包括上盖和桶体，上盖上安装有压力测试仪和抽气管道，抽气管道的下端伸入到真空桶内部，抽气管道的上端连接有真空泵，上盖、桶体、透明模型箱和颗粒均布箱均为透明材料制成，透明模型箱和颗粒均布箱的外形均为中空长方体结构，透明模型箱固定安装在桶体内底部中心，颗粒均布箱安装在桶体内上部且位于透明模型箱的正上方，透明模型箱的上侧敞口，透明模型箱的前侧面中部开设有圆形排水孔，透明模型箱内设有沿前后水平方向布置的矩形水囊，矩形水囊连接有排水管，排水管的出水端穿过圆形排水孔设在透明模型箱的外侧，排水管的出水端设有排水阀，颗粒均布箱的上侧和下侧均敞口，颗粒均布箱的下侧固定连接有颗粒投放板组，颗粒投放板组水平设置，颗粒投放板组的前后两侧分别连接在桶体的前后两侧内壁上；

颗粒投放板组包括上板和下板，上板和下板均为水平设置的矩形板，上板和下板的大小相同，颗粒均布箱的横截面小于上板，颗粒均布箱的下侧固定连接在上板的上表面，上板与下板上下对应，下板滑设在上板下方的桶体上，上板的前后两侧边分别通过两根水平连接轴固定连接在桶体的前后两侧内壁上，下板的前后两侧边分别通过两根水平滑动轴滑动连接在桶体的前后两侧内壁上，前侧的两根水平滑动轴前端伸出桶体的前侧，后侧的两根水平滑动轴后端伸出桶体的后侧，上板上均匀开设有若干上投放通孔，下板上均匀开设有若干下投放通孔，当上板和下板上下正对齐时，各个上投放通孔与各个下投放通孔相互错开，当下板向前滑动与上板错开时，各个上投放通孔分别与各个下投放通孔一一上下对应。

2.根据权利要求1所述的模拟煤矿回采巷道裂隙演化的可视化试验装置，其特征在于：上投放通孔和下投放通孔均为矩形孔。

3.根据权利要求2所述的模拟煤矿回采巷道裂隙演化的可视化试验装置，其特征在于：排水管与圆形排水孔之间密封连接，抽气管道上设有气阀。

4.如权利要求3中所述的模拟煤矿回采巷道裂隙演化的可视化试验装置的试验方法，其特征在于：包括以下步骤：

（1）在透明模型箱内配置模拟底板；

（2）在透明模型箱内配置位于模拟底板顶部的模拟煤层；

（3）在透明模型箱内配置位于模拟煤层顶部的模拟顶板；

（4）从真空桶内取出透明模型箱；

（5）对透明模型箱内配制好的模拟底板、模拟煤层和模拟顶板施加压力，观察模拟煤矿回采巷道裂隙演化过程。

5.根据权利要求4所述的模拟煤矿回采巷道裂隙演化的可视化试验装置的试验方法，其特征在于：步骤（1）具体为：将透明模型箱放置在真空桶的桶体底部中心，然后向透明模型箱中加入计算好体积的孔隙液体，安装上板和下板，再将颗粒均布箱安装在上板的上表面，把定量的透明土颗粒放入颗粒均布箱中，之后将上盖盖在桶体上，使真空桶与外界隔绝，启动真空泵，当压力测试仪检测的真空桶内真空度达到指定值时，真空泵停止工作，抽动前侧的两根水平滑动轴，使下板向前滑动一段距离，上板与下板错开，各个上投放通孔分别与各个下投放通孔一一上下对应，从而使透明土颗粒均匀从颗粒均布箱中通过上投放通孔和下投放通孔散落入透明模型箱内的孔隙液体中，透明土颗粒与孔隙液体相互渗透融合形成模拟底板。