[发明专利]用于二维相似材料模拟试验台的离层密封与注浆方法

权利要求书

1.一种用于二维相似材料模拟试验台的离层密封与注浆方法，其特征在于，依次包括以下步骤：

a、分别制备常规相似材料和非亲水性相似材料；

b、依据相关理论计算分析二维相似材料模拟试验台中的预计离层位置；

c、从模型的底部开始利用自动铺设装置自动铺设所述的常规相似材料，并且在常规相似材料岩层之间均匀铺洒云母粉，在预计离层位置附近铺设非亲水性相似材料；

所述的自动铺设装置，包括集成料斗、滑动机构、气缸、铲平夯实机构以及总控制台；

所述的集成料斗包括料斗本体，所述的料斗本体的横截面积从上到下依次变小，所述的料斗本体的顶部设置有进料口，底部设置有出料口；

所述的滑动机构包括第一滑动轮、第二滑动轮以及用于驱动并控制第一滑动轮、第二滑动轮进行滑动的中空直角减速机；

所述的料斗本体的侧部设置有第一连接板和第二连接板，在所述的第一连接板和第二连接板上均安装第一滑动轮和第二滑动轮，且两个第一滑动轮和两个第二滑动轮的安装高度均相同，所述的中空直角减速机安装在位于第一连接板一侧的第一滑动轮和第二滑动轮的外侧，用于控制并实现两个第一滑动轮、两个第二滑动轮的转动；

在第二连接板上还安装有与其垂直的支撑架；

所述的气缸的一端连接有空气泵站，另一端连接有铰接板，所述的铰接板连接有挡板，所述的气缸通过所述的支撑架对其进行支撑，所述的挡板的形状、大小与所述的出料口的形状、大小相适配，通过空气泵站提供动力来控制所述的气缸并使其穿过支撑架向出料口方向推进或推出，通过控制气缸向出料口方向的推进与推出来控制出料口的出料速度；

所述的铲平夯实机构包括铲平夯实板和安装结构，所述的铲平夯实板包括板一和板二，所述的板一通过安装结构安装在出料口的后方，并且所述的板一安装在与第一滑动轮、第二滑动轮滑动方向相互垂直的方向上，所述的板二连接在板一的下方，且与板一相互垂直，当相似材料从出料口排出后，通过所述的板二将其进行铲平夯实；在所述的板一上竖向设置有多个圆孔，所述的安装结构包括与所述的圆孔匹配的固定螺丝，通过调节圆孔的安装位置实现对铲平夯实板的高度的调节；

所述的板二的底部还设置有压力传感器，所述的压力传感器通过数据线连接至所述的总控制台；

所述的自动铺设装置通过安装装置安装在相似材料待铺设层上方；

d、当铺设到预计离层位置时，布置注浆管道；

e、在二维相似材料模拟试验台中确定煤层开采位置，对煤层进行一次或多次回采；

f、回采完毕后，在离层位置的模型表面铺设柔性编织网，在柔性编织网外侧喷涂一层非亲水性密封材料，非亲水性密封材料与柔性编织网实现同步变形，在模型外侧安装透明的亚克力板，形成密闭的离层待充填空间；

g、通过注浆管道向离层进行注浆，研究离层空间注浆减沉效果。

2.根据权利要求1所述的一种用于二维相似材料模拟试验台的离层密封与注浆方法，其特征在于：步骤a中，所述的非亲水性相似材料的原料成分包括凡士林、硅油、沙子和石膏。

3.根据权利要求1所述的一种用于二维相似材料模拟试验台的离层密封与注浆方法，其特征在于：步骤c中，从模型的底部向上架设工字钢板的方式来铺设常规相似材料，在预计离层位置上、下两层铺设非亲水性相似材料。

4.根据权利要求1所述的一种用于二维相似材料模拟试验台的离层密封与注浆方法，其特征在于：步骤f中，密封材料的喷射范围大于柔性编织网的铺设范围。

5.根据权利要求1所述的一种用于二维相似材料模拟试验台的离层密封与注浆方法，其特征在于：所述的安装装置包括工字钢，所述的工字钢安装在二维相似材料模拟试验台的试验仓的前后两侧，所述的第一滑动轮和第二滑动轮分别安装在所述的工字钢的翼缘位置。