[发明专利]一种预支撑精准卸压感知煤层回采模拟试验装置及方法

权利要求书

1.一种预支撑精准卸压感知煤层回采模拟试验装置，其特征在于，包括：

模型箱：由多个箱壁拼接构成，箱壁由多个钢梁沿竖向可拆卸连接构成；

回采机构：用于埋设在试样模型内部，包括平行设置的上承载板和下承载板，上承载板和下承载板之间设有用于调节其距离的调节机构，上承载板安装有应变监测元件；

加载机构：用于设置在模型箱顶部，对模型箱内的试样模型施加竖向荷载，所述调节机构包括两个分别设置在上承载板和下承载板之间两端的移动块，所述移动块为楔形块，两个移动块的相向或远离运动能够带动上承载板和下承载板做相应的远离或相向运动。

2.如权利要求1所述的一种预支撑精准卸压感知煤层回采模拟试验装置，其特征在于，上承载板和下承载板为梯形板，上承载板和下承载板的腰所在的侧面能够分别与移动块的上下侧面面接触；

相应的，移动块与上承载板和下承载板在面接触位置处通过滑槽和滑条滑动连接。

3.如权利要求1所述的一种预支撑精准卸压感知煤层回采模拟试验装置，其特征在于，所述移动块与驱动件连接，能够在驱动件的作用下做同步的相向或远离运动。

4.如权利要求3所述的一种预支撑精准卸压感知煤层回采模拟试验装置，其特征在于，所述驱动件采用调整杆，所述调整杆两端具有旋向相反的第一螺纹段和第二螺纹段，第一螺纹段与其中一个移动块螺纹连接，第二螺纹段与另一个移动块螺纹连接。

5.如权利要求4所述的一种预支撑精准卸压感知煤层回采模拟试验装置，其特征在于，所述下承载板上固定有固定板，固定板顶面设有限位槽，固定板通过限位槽及调整杆开始的环形槽卡接，固定板用于限制调整杆沿其轴线方向的运动。

6.如权利要求1所述的一种预支撑精准卸压感知煤层回采模拟试验装置，其特征在于，所述上承载板和下承载板之间还设置有至少一个限位螺杆，所述限位螺杆底端与下承载板固定连接，限位螺杆顶部设有能够与上承载板接触的限位螺帽。

7.如权利要求1所述的一种预支撑精准卸压感知煤层回采模拟试验装置，其特征在于，所述应变监测元件采用粘贴固定在上承载板下表面的应变片。

8.一种权利要求1-7任一项所述的预支撑精准卸压感知煤层回采模拟试验装置的工作方法，其特征在于，包括以下步骤：

浇注试样模型，模型箱的箱壁随同试样模型的浇注进行组装；

当试样模型浇注至设定高度后，在需模拟煤层的位置安装至少一组回采机构，每组包括多个并排设置的回采机构；

试样模型浇注完成后，安装加载机构；

加载机构施加竖向荷载，用于模拟顶板岩层压力，拆下回采机构对应位置的一侧箱壁的钢梁，设定的回采机构的调节机构调节上承载板和下承载板距离减小，依次取出设定的回采机构，模拟煤层的回采过程，未取出的其他回采机构利用应变监测元件实时监测上承载板变形，通过变形及上承载板的刚度计算得到回采区所受顶板岩层压力演化规律。

9.如权利要求8所述的预支撑精准卸压感知煤层回采模拟试验装置的工作方法，其特征在于，试样模型浇注过程中，在不同高度埋设所述回采机构。