[实用新型]一种模拟煤层开采顶板含水层运移的相似模拟实验装置

说明书

本实用新型公开了一种模拟煤层开采顶板含水层运移的相似模拟实验装置，属于相似模拟实验领域，一种模拟煤层开采顶板含水层运移的相似模拟实验装置，包括模拟架与固定在模拟架后方的两个水箱，在所述两个水箱的下方与两个L型导管相连，所述两个L型导管的右端与分别于第一排水管与第二排水管相连，其中第一排水管与第二排水管设置在含水层中，本实用新型公开的一种模拟煤层开采顶板含水层运移的相似模拟实验装置具有三维模拟的效果，可以充分模拟含水层中水流的流动以及下渗情况，具有精度高，操作简单，真实度高等优点。

技术领域

本实用新型涉及相似模拟实验领域，具体涉及一种模拟煤层开采顶板含水层运移的相似模拟实验装置。

背景技术

我国资源以煤矿为主，在未来许多年的发展中，煤矿依然将作为主要能源供应。而在煤矿开采时，煤层上覆含水层对煤层开采具有重要的影响作用，如果对含水层的了解不够全面，规划地不到位，就很有可能会造成开采工作面有渗水甚至突水情况发生。煤矿在建设与生产过程中，一旦发生水灾，不仅会影响矿井的正常生产，给管理带来困难，有时还会造成人员伤亡与淹井事故，导致矿井停产与严重的经济损失，危害十分严重。据统计，目前受水害威胁的矿井约占国有重点煤矿矿井总数的48％以上，矿井水灾，是煤矿常见的主要灾害之一。我国是世界上主要产煤国，是受水害危害最为严重的国家之一。所以，做好矿井防水工作，是保证矿井安全生产的重要内容之一，因此，研究一种模拟煤层开采顶板含水层运移的相似模拟实验装置极为必要。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型提出了一种模拟煤层开采顶板含水层运移的相似模拟实验装置。

本实用新型的目的可以通过以下技术方案实现：

一种模拟煤层开采顶板含水层运移的相似模拟实验装置，包括模拟架与固定在模拟架后方的两个水箱，两个L型导管一端分别与所述两个水箱的下方相连，所述两个L型导管的另一端分别与第一排水管、第二排水管的一端相连，其中第一排水管与第二排水管设置在含水层中，所述第一排水管与第二排水管均呈波浪状，所述第一排水管与第二排水管的截面为矩形截面，所述第一排水管与所述第二排水管的另一端封闭；在所述第一排水管与第二排水管上四个面分别开有多个喷水孔，多个所述喷水孔均匀分布。

进一步地，在所述含水层的两侧设置有声发射仪与声接收仪，在所述含水层下方铺设隔水层，在所述含水层下方分别设置有多种裂隙的第一裂隙带、第二裂隙带与第三裂隙带，在所述第一裂隙带、第二裂隙带与第三裂隙带的下方设置有煤层，在所述模拟架底部设置有阀门。

进一步地，在所述隔水层上方设置有声发射与接收仪，分别固定在模拟架两侧的侧板上，三层所述光学钻孔窥视仪分别设置在所述煤层的上方，每层包括三个所述光学钻孔窥视仪，一个光学钻孔窥视仪位于所述模拟架长度方向的中间位置，其余两个光学钻孔窥视仪分别位于第一个光学钻孔窥视仪的两侧。

进一步地，在所述模拟架最底部设置有三个阀门，分别固定在模拟架的底板上，一个位于所述模拟架长度方向的中间位置，其余两个阀门位于其两侧。

进一步地，通过一种裂隙预制装置来人工制作裂隙，所述裂隙预制装置包括裂隙片载体、裂隙片与裂隙片固定体，导轨作为基础载体，圆盘位于所述导轨中间凹陷处，且可以沿所述导轨定向移动，所述转轴穿过所述圆盘中部空心处且与所述圆盘相对静止，即空心尺寸小于所述转轴，所述转轴一端与刻盘相连，所述刻盘可自由精确调节所述转轴，另一端则承载裂隙片，以上部分构成完整的裂隙片载体，固定柱间隔一定距离左右各放置一个，并在两个所述固定柱下方各放置一块垫片，再通过一根固定杆对称嵌入两个所述固定柱上半部分，完成整体连接，所述固定杆上打造有多个通孔，把相邻两个所述通孔的中间部分挖空再结合圆筒形成滑道，其中使用角度固定扣将所述滑道与所述通孔连接，所述角度固定扣与所述滑道形成垂直的位置关系，所述滑道可以以所述角度固定扣为轴在左右方向上自由旋转，所述滑道的侧面为圆形，其尺寸设计能够使所述裂隙片穿过，且所述裂隙片能够以所述转轴为轴通过所述刻盘在左右方向上自由旋转。