[实用新型]承压含水层流固耦合相似模拟实验装置

说明书

本实用新型公开承压含水层流固耦合相似模拟实验装置，包括底座、左立架、右立架、横梁、分体式侧护板，所述左立架和所述右立架分别安装在所述底座的左右两侧，所述横梁的两端分别安装在所述左立架和所述右立架的上端，所述分体式侧护板的两端分别与所述左立架和所述右立架可拆卸连接，前面的所述分体式侧护板、后面的所述分体式侧护板、所述左立架、所述右立架和所述底座围成相似模拟空间。本实用新型能够用于矿山开采中承压含水层相似模拟试验研究且与实际吻合度高。

技术领域

本实用新型涉及煤矿开采相似模拟技术领域。具体地说是承压含水层流固耦合相似模拟实验装置。

背景技术

煤矿水害是在矿山建设与生产过程中与瓦斯、顶板事故等并列的主要安全隐患之一。最近几年中，煤矿水害问题在我国越来越严重，其中在煤矿区的严重特大事故中，煤矿水事故造成的死亡人数特别多，而且数量上仅次于瓦斯事故造成的死亡人数。就发生频率而言，仅在煤矿瓦斯和顶板事故后排名第三。据有关研究报道，在上世纪末的80年代后，这20多年里，我国矿山被淹250多处，死亡1700多人，经济损失达350多亿元。在上世纪80年代后，出现了逐年下降的趋势。最近近年中，煤矿突水事故繁发，危害程度更为严重。特别是自2000年以来，经常发生重大人员伤亡事故，引起了全社会的广泛关注。因此，有针对性地对煤矿水害的研究是非常有必要的。

煤矿水害发生的原因有很多：煤矿水文地质条件不明确；对煤层下层地板承压水的认识不足；水道勘探和排水系统的不当实施或矿井巷道接近旧采空区水和含水层水源时的措施准备不足；现场上的工作人员由于缺乏对透水预兆的认识还有没有采取一些积极的措施等，这些原因都将导致水危害的发生。其中，最主要的原因是对水害致灾机理认识不清。水害致灾机理研究主要关注采动应力变化和高承压水耦合作用下的突水问题，为研究矿井突水问题，需要进行大量的实验。在有限的现场试验条件下，开展室内流固耦合相似材料模拟试验是最有效的手段。

目前，现有技术中有关于浅覆土层中含水层的模拟试验研究，比如市政工程建设当中，通常是将用玻璃板将浅覆土层中的含水层用玻璃板密封，进行浅覆土层扰动时含水层的运动变化规律，但浅覆土层运动的时候，含水层中的水会从玻璃板与土层之间的缝隙流出，不能实现含水层的真正密封，更无法模拟矿山开采中承压含水层的相似模拟试验研究；也有在玻璃板和含水层之间用泡沫胶或密封剂等进行密封，但是泡沫胶或密封剂等与玻璃板粘结在一起，在浅覆土层大幅扰动或塌落的时候，含水层即与泡沫胶或密封剂等脱离开来，同样无法实现含水层的密封效果。因此，现有技术中尚没有关于承压含水层的相关实验装置。

实用新型内容

为此，本实用新型所要解决的技术问题在于一种能够用于矿山开采中承压含水层相似模拟试验研究的承压含水层流固耦合相似模拟实验装置。

为解决上述技术问题，本实用新型提供如下技术方案：

承压含水层流固耦合相似模拟实验装置，包括底座、左立架、右立架、横梁和分体式侧护板，所述左立架和所述右立架分别安装在所述底座的左右两侧，所述横梁的两端分别安装在所述左立架和所述右立架的上端，所述分体式侧护板的两端分别与所述左立架和所述右立架可拆卸连接，前面的所述分体式侧护板、后面的所述分体式侧护板、所述左立架、所述右立架和所述底座围成相似模拟空间。

上述承压含水层流固耦合相似模拟实验装置，所述左立架和所述右立架均安装有螺栓、螺母、垫片和压紧部件；在所述左立架上：所述螺栓的一端依次穿过所述左立架上的通孔、所述压紧部件上的通孔、所述垫片和所述螺母并将所述分体式侧护板的一端压紧在所述压紧部件与所述左立架之间；在所述右立架上：所述螺栓的一端依次穿过所述右立架上的通孔、所述压紧部件上的通孔、所述垫片和所述螺母并将所述分体式侧护板的一端压紧在所述压紧部件与所述右立架之间。