[发明专利]测试煤矿开采过程中溃水溃砂启动条件的实验装置及方法

权利要求书

1.一种测试煤矿开采过程中溃水溃砂启动条件的实验装置，其特征在于，包括：容置实验样品的容置腔体、与所述容置腔体连接向所述容置腔体内的实验样品提供松散层土体原位压力等效加载的土压力等效补给系统、与所述容置腔体连接向所述容置腔体内注水的水位加载系统、以及与所述容置腔体连接向所述容置腔体提供水头压力等效加载的水面气压补给系统；

所述容置腔体内设置有放置在所述实验样品底部且具有裂隙通道(19)的基岩试件(22)，所述基岩试件(22)上部设置有与水压力信息采集器(1)通信连接的水压力传感器(20)，所述容置腔体底部设置有能开合的开孔区域，所述裂隙通道(19)下端出口位于所述开孔区域。

2.根据权利要求1所述的测试煤矿开采过程中溃水溃砂启动条件的实验装置，其特征在于，所述容置腔体包括：设置所述开孔区域的底座(2)、桶体(3)、以及顶盖(4)，所述基岩试件(22)放置在所述底座(2)上，且裂隙通道(19)下端出口位于所述开孔区域，所述开孔区域设置有旋转螺塞(33)，所述桶体(3)套过基岩试件竖立在所述底座(2)上，所述顶盖(4)安装在所述桶体(3)上部；

所述土压力等效补给系统设置有穿过所述顶盖(4)向所述桶体(3)内的所述实验样品提供松散层土体原位压力等效加载的土压力补充板(21)；

所述顶盖(4)上设有供所述水面气压补给系统向所述桶体(3)的实验样品提供水头压力等效加载的注水进气孔(6)。

3.根据权利要求2所述的测试煤矿开采过程中溃水溃砂启动条件的实验装置，其特征在于，所述土压力等效补给系统还包括依次连通的：气泵(11)、第一气压控制阀(9)、第一截止阀(8)、气压反转控制阀(7)、以及气缸(5)，所述气缸(5)的伸缩杆与所述土压力补充板(21)连接。

4.根据权利要求3所述的测试煤矿开采过程中溃水溃砂启动条件的实验装置，其特征在于，所述水位加载系统包括依次连通的：水源(14)、以及第三截止阀(15)，所述第三截止阀(15)与所述注水进气孔(6)连通。

5.根据权利要求4所述的测试煤矿开采过程中溃水溃砂启动条件的实验装置，其特征在于，所述水面气压补给系统包括：设置在所述气泵(11)和所述第一气压控制阀(9)之间的三通接头(10)、第一快速接头(16)、第二快速接头(17)、以及第四截止阀(18)，所述三通接头(10)通过第二气压控制阀(13)、第二截止阀(12)与第二快速接头(17)连通，所述第三截止阀(15)依次与所述第一快速接头(16)、以及所述第四截止阀(18)连通，所述第一快速接头(16)与所述第二快速接头(17)可拆卸连接。

6.一种如权利要求1至5任一项所述的测试煤矿开采过程中溃水溃砂启动条件的实验装置的实验方法，其特征在于，包括：

在所述基岩试件上方装填实验方案对应的黏土层，密实、平整后装填所需厚度、按配比混合的砂层，并加以密实、平整；

封闭所述容置腔体；

通过所述土压力等效补给系统向容置腔体内提供松散层土体原位压力等效加载；

通过所述水位加载系统向容置腔体内部注水至实验设计高度；

通过所述水面气压补给系统向所述容置腔体内提供气压，通过气压对水作用实现模拟工程实际中水头高度；

打开所述开孔区域，进行测试煤矿开采过程中溃水溃砂启动条件实验。