[发明专利]采动覆岩运动影响矿压的模拟实验装置及协同监测方法

摘要

本发明公开了采动覆岩运动影响矿压的模拟实验装置及协同监测方法，属于采矿工程领域。包括采场覆岩运动监测、采场覆岩应力传递监测和采场矿压显现监测，采场覆岩运动监测分为关键层初次破断运动监测和关键层周期破断运动监测，采场覆岩应力传递监测是对覆岩各关键层底界面的应力传递监测，采场矿压显现监测包括支架工作阻力监测与支架压缩量监测。所有检测经由同一动态采集卡及上位机采集。其结构简单，使用方便，检测效果好，能够研究采场矿压规律及异常现象、覆岩多关键层和高层位关键层的周期破断运动对工作面矿压影响。

主权项

1.一种采动覆岩运动影响矿压的模拟实验装置，它包括实验模型箱体，实验模型箱体的四壁活动连接，其特征在于：它还包括模拟采煤支架组和数据采集系统；所述实验模型箱体可根据实际需要调整长度、宽度和高度；所述实验模型箱体内部设有模拟实验模型，所述模拟实验模型底部为测试煤层，测试煤层上方为测试岩层，所述测试煤层为煤层(1)，所述煤层(1)两端分别设有开切眼(6)和停采线(7)，所述测试岩层顶层设有软岩层(2)，测试岩层包括自下而上交替设置的软岩层(2)和覆岩关键层，所述软岩层(2)和覆岩关键层的层数根据实验需要调整；其中最贴近煤层(1)的覆岩关键层为第一层亚关键层(3)，最靠近顶部的覆岩关键层为最高层位关键层(5)，第一层亚关键层(3)和最高层位关键层(5)之间的覆岩关键层为第n层关键层(4)，在每层覆岩关键层下方对应软岩层(2)的上部界面布置有多个压力传感器(16)；所述模拟采煤支架组包括并排设置在煤层(1)处模拟采煤工作面左右两端的端部支架(12)，两个端部支架(12)中间并排设有中间支架(13)，所述采煤工作面左右两端的端部支架(12)上分别设置有支架压缩量位移传感器(14)，端部支架(12)和中间支架(13)的油缸上均安装有用于收集工作阻力数据的液压传感器(15)；所述数据采集系统包括采集传感器和数据处理装置，所述采集传感器包括设置在每层覆岩关键层的关键块运动测锚针组，每组关键块运动测锚针组均为间隔垂直插入覆岩关键层的关键块运动测锚针(11)，模型外侧设有关键块块运动位移传感器固定架(8)，关键块块运动位移传感器固定架(8)上设有与关键块运动测锚针(11)数量相同且一一对应的关键块块运动位移传感器(9)，每个关键块块运动位移传感器(9)与对应的关键块运动测锚针(11)之间通过关键块运动联动绳(10)连接，且运动联动绳处于绷紧状态，所述数据处理装置包括PC主机(22)，PC主机(22)的输入端与动态采集卡(21)的输出端相连接，动态采集卡(21)的输入端分别与压力传感器(16)、支架压缩量位移传感器(14)、液压传感器(15)和所有关键块块运动位移传感器(9)的输出端相连接。