[发明专利]多场耦合矿井智能开采模型试验系统

权利要求书

1.多场耦合矿井智能开采模型试验系统，其特征是，包括组合式密封反力装置、高精度实时同步监测系统、动静组合高精度液压控制系统、智能倾斜岩层模拟装置、自动采煤及巷道仿形掘进系统、切缝模拟装置；

所述组合式密封反力装置包括组合式框架，组合式框架前后两侧均设置反力墙模块；

所述高精度实时同步监测系统正对组合式密封反力装置前侧设置，以对试验过程的图像进行采集；

所述动静组合高精度液压控制系统包括设置于组合式框架顶部和两侧部的多个边界储能油缸，边界储能油缸与液压泵站连接，液压泵站与控制器连接；

所述智能倾斜岩层模拟装置设置于组合式密封反力装置底部并可将组合式密封反力装置顶起使其倾斜；

所述自动采煤及巷道仿形掘进系统设置于组合式密封反力装置内部，对巷道掘进和采煤进行模拟；

所述切缝模拟装置预先埋置于模型体内部，可对切缝进行真实模拟；模型体地应力加载稳定后，采用自动采煤及巷道仿形掘进系统和切缝模拟装置对模型体进行自动开挖、回采以及切缝的模拟。

2.如权利要求1所述的多场耦合矿井智能开采模型试验系统，其特征是，所述组合式框架由多榀框架拼装组合而成，组合式框架内壁涂抹纳米减摩涂料，组合式框架、反力墙模块的连接处均设置有凹槽结构，凹槽结构内充填防水橡胶垫块及防水胶。

3.如权利要求1所述的多场耦合矿井智能开采模型试验系统，其特征是，所述高精度实时同步监测系统包括并排设置的数字照相系统、高精度数字散斑成像系统、红外热成像系统，组合式框架前侧设置有机玻璃可视化窗口，数字照相系统、高精度数字散斑成像系统和红外热成像系统均正对有机玻璃可视化窗口设置；所述有机玻璃可视化窗口中部预留开挖带，开挖带处设置可拆卸的有机玻璃板；高精度实时同步监测系统还包括用以对围岩应力数据进行监测的应变测试系统、用以对围岩位移数据进行监测的光栅多点位移量测系统。

4.如权利要求1所述的多场耦合矿井智能开采模型试验系统，其特征是，所述边界储能油缸端部设有储能装置，储能装置与组合式框架接触配合；所述组合式密封反力装置顶部安装多个冲击能量块，冲击能量块可通过自身重量对组合式密封反力装置进行冲击。

5.如权利要求1所述的多场耦合矿井智能开采模型试验系统，其特征是，所述智能倾斜岩层模拟装置包括底座，底座内部设置多个液压千斤顶，液压千斤顶顶部与滑块铰接，滑块与滑轨滑动配合，滑轨固定于组合式密封反力装置底部，液压千斤顶通过高压油管与液压泵站连接，液压泵站与控制器连接，通过控制多个液压千斤顶顶起不同高度使组合式密封反力装置发生倾斜；所述底座上固设铰接支撑装置，铰接支撑装置顶部与组合式密封反力装置底部中部连接；所述液压千斤顶与铰接支撑装置均设置在底座内部，使用时顶升出底座，使用完毕后，回缩至底座内部。

6.如权利要求1所述的多场耦合矿井智能开采模型试验系统，其特征是，所述自动采煤及巷道仿形掘进系统包括工作面及巷道模拟装置、自动开采装置，工作面及巷道模拟装置包括轴承滑动单元，轴承滑动单元顶部支撑设置上隔板，轴承滑动单元底部设置下隔板，轴承滑动单元还通过纵向拉杆与自动开采装置连接，由自动开采装置带动轴承滑动单元水平移动。

7.如权利要求1所述的多场耦合矿井智能开采模型试验系统，其特征是，所述自动采煤及巷道仿形掘进系统包括煤层及巷道模拟滑块板，煤层及巷道模拟滑块板顶部支撑设置上隔板，煤层及巷道模拟滑块板底部设置下隔板，煤层及巷道模拟滑块板两侧设有滑轮，每排滑轮通过履带进行连接，煤层及巷道模拟滑块板内部设有驱动电机，驱动电机由数控中心控制，进而带动滑轮和履带运作；

或者，所述自动采煤及巷道仿形掘进系统包括掘进开采模拟部件，掘进开采模拟部件设置于开挖带处，所述掘进开采模拟部件为长条状柔性液压囊或电熔材料板。