[发明专利]采空区管道模拟装置、使用方法及制造方法

权利要求书

1.一种采空区模拟实验装置，其特征在于，所述采空区模拟实验装置包括实验箱、塌陷控制设备、模拟管道、离心机和数据采集装置；

所述实验箱悬挂在所述离心机上，所述实验箱的内部设置有采空区，所述塌陷控制设备位于所述采空区的内部且与所述离心机连接，所述实验箱用于模拟采空区所处环境，所述离心机用于为所述实验箱和所述塌陷控制设备提供动力，以控制所述实验箱内的采空区进行塌陷模拟；

所述模拟管道埋在所述实验箱内的沙土中，且位于所述采空区的正上方，所述数据采集装置设置在所述模拟管道外壁，所述模拟管道用于模拟通过所述采空区的实体管道，所述数据采集装置用于采集所述采空区塌陷过程中所述模拟管道的受力情况。

2.如权利要求1所述的采空区模拟实验装置，其特征在于，所述塌陷控制设备包括隔离板和升降装置；

所述隔离板位于所述采空区的正上方，所述隔离板用于隔离所述采空区与所述采空区上方的沙土；

所述升降装置位于所述采空区的内部且与所述离心机连接，所述升降装置用于在所述离心机提供的动力下控制所述隔离板升降，以进行采空区的塌陷模拟。

3.如权利要求2所述的采空区模拟实验装置，其特征在于，所述离心机包括悬梁臂和油泵装置；

所述实验箱悬挂在所述悬梁臂上，所述油泵装置与所述塌陷控制设备连接，所述悬梁臂用于在旋转时为所述实验箱提供动力，所述油泵装置用于为所述塌陷控制设备提供动力。

4.如权利要求3所述的采空区模拟实验装置，其特征在于，所述升降装置为液压升降柱或液压千斤顶，所述油泵装置包括液压油泵和输油管；

所述输油管的一端与所述液压油泵连接，所述输油管的另一端与所述液压升降柱或液压千斤顶连接，所述液压油泵用于通过所述输油管对所述液压升降柱或液压千斤顶提供升降动力。

5.如权利要求1所述的采空区模拟实验装置，其特征在于，所述数据采集装置包括至少一个应力传感器，所述至少一个应力传感器通过串联方式连接。

6.如权利要求1所述的采空区模拟实验装置，其特征在于，所述模拟管道两端密封，且所述模拟管道内填充有惰性气体。

7.如权利要求6所述的采空区模拟实验装置，其特征在于，所述惰性气体包括氮气、氦气或氩气。

8.一种如权利要求1-7任一所述采空区模拟实验装置的使用方法，其特征在于，所述方法包括：

所述离心机为所述实验箱和所述塌陷控制设备提供动力；

所述实验箱和所述塌陷控制设备在所述离心机提供的动力下进行采空区的塌陷模拟；

在所述实验箱和所述塌陷控制设备进行所述采空区的塌陷模拟的过程中，所述数据采集装置采集所述模拟管道的受力情况。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述离心机包括悬梁臂和油泵装置，所述塌陷控制设备包括隔离板和升降装置；

所述离心机为所述实验箱和所述塌陷控制设备提供动力，包括：

控制所述悬梁臂进行旋转，并控制所述油泵装置为所述塌陷控制设备提供油液；

所述实验箱和所述塌陷控制设备在所述离心机提供的动力下进行采空区的塌陷模拟，包括：

所述实验箱在所述悬梁臂的带动下进行旋转，所述升降装置根据所述油泵装置提供的油液产生油压，并在所述油压带动下控制所述隔离板下降，以进行采空区的塌陷模拟。

10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述控制所述油泵装置为所述塌陷控制设备提供油液，包括：

按照预设的所述升降装置的下降速度，从速度与输液量之间的对应关系中获取所述下降速度对应的输液量；

控制所述油泵装置为所述升降装置提供所述输液量大小的油液。