一种相似模拟实验中的煤层材料制造技术

本实用新型专利技术公开一种相似模拟实验中的煤层材料，包括有本体，该本体由长方体结构的合金块构成，该合金块具有第一进液口、第二进液口、第一出液口以及第二出液口，该第一出液口设置于合金块的左侧上方，该第二出液口设置于合金块的底部，该第一进液口与第一出液口连通，该第二进液口与第二出液口连通；通过利用合金块来代替模拟煤层的开采部分，并配合在合金块的表面涂一层环氧树脂材料，再利用环氧树脂溶解液将其溶解，代替人工开挖煤层，可以精确开挖的步距，减少了实验所需时间；且不仅可以减小手工开挖模型在尺寸上的误差，还可以降低开挖模型的劳动强度，同时可以避免开挖过程中产生的扬尘。

【技术实现步骤摘要】
一种相似模拟实验中的煤层材料
本技术涉及一种煤层相似模拟实验领域技术，特别是指一种相似模拟实验中的煤层材料。
技术介绍
矿井煤层开采后，上覆岩层随工作面的推进在采场垂直方向上形成垮落带、裂隙带、弯曲下沉带，“覆岩三带”的准确划分是“三下采煤”可行性研宄和设计、覆岩离层充填技术研宄和应用、突出矿井保护层选择和开采设计，以及上邻近层瓦斯抽放研宄和实施的依据。同时，随着煤层工作面的推进，工作面前方的应力也在发生变化，掌握工作面前方应力分布对巷道支护具有重要意义。目前，研宄采空区三带、工作面前方应力变化规律方面，技术手段很多，其中实验室相似模拟实验是一种重要手段。众多学者采用相似模拟实验取得了驱动重要研宄成果(李树刚，2013，矿业安全与环保；刘秀英，2004，太原理工大学学报)。 传统的相似模拟实验装置，是在长方体试验框架内填入模拟煤层和岩层的相似材料，相似材料主要有河砂、碳酸钙、石膏按照配比构成，岩层用电动锤或铁镐夯实，从而制成模型；通过人工逐次开挖一段距离的煤层模拟材料，模拟出采矿的推进过程。传统实验装置在模拟工作面推进时，需要借助工具逐步开挖模拟煤层的材料，这种方式不仅费时费力，而且不能保证每次开挖的距离相同。中国专利(申请号200810128331.8)公布了一种相似模拟和物理模拟相结合的采场矿压机械模拟试验台，利用模拟橡胶板煤层底板、气囊模拟煤层、由若干橡胶块和硬质材料块连接成整体的层状结构模拟老顶；由于气囊的膨胀不均匀，会影响顶板压力测定的可靠性；由于煤层开采过后，顶板由于卸压而出现膨胀变形现象，层状结构体现不出这种现象；同时，相似模拟是基于“相似三定律”而建立的，由于橡胶的应力、容重固定，不能体现各个岩层的差异。文献(采场下伏煤岩体卸压作用原理及在被保护层卸压瓦斯抽采中的应用，王海锋，2008)利用石蜡易熔化的特性，采用石蜡加热熔化方案代替煤层开挖，这种方法可以避免传统方法开挖的弊端，但是实验中是石蜡融化时间长大69min，从而造成实验周期长；另外，石蜡容易变形，在夯实模型的过程中，很难保证石蜡的厚度达到模拟煤层的高度。
技术实现思路
有鉴于此，本技术针对现有技术存在之缺失，其主要目的是提供一种结构简单、精确模拟开挖步距的相似模拟实验中的煤层材料。 为实现上述目的，本技术采用如下之技术方案: 一种相似模拟实验中的煤层材料，包括有本体，该本体由长方体结构的合金块构成，该合金块具有第一进液口、第二进液口、第一出液口以及第二出液口，该第一出液口设置于合金块的左侧上方，该第二出液口设置于合金块的底部，该第一进液口与第一出液口连通，该第二进液口与第二出液口连通。 作为一种优选方案，所述合金块的长度为20?30cm，宽度为5?10cm，厚度为2?1cm0 作为一种优选方案，所述第一出液口为整排间隔均匀地设置，该第一出液口距离合金块的左侧上边界为2~6mm，相邻两个第一出液口之间间距为4~6cm，每个第一出液口的直径为3~6mm，该第一进液口到每个第一出液口之间的距离均相同。 作为一种优选方案，所述第一出液口的形状为圆形。 作为一种优选方案，所述第二出液口为两排间隔均匀地设置，该两排第二出液口关于合金块的中心线对称，相邻两个第二出液口之间间距4~6cm，每个第二出液口的直径为3~6mm,该第二进液口到每个第二出液口之间的距离均相同。 作为一种优选方案，所述第二出液口的形状为圆形。 作为一种优选方案，所述合金块为铝合金材质。 作为一种优选方案，所述第一进液口与第二进液口的内壁上均设置有螺纹，该第一进液口与第二进液口通过螺纹与胶管连接。 本技术与现有技术相比具有明显的优点和有益效果，具体而言，由上述技术方案可知， 通过利用合金块来代替模拟煤层的开采部分，并配合在合金块的表面涂一层环氧树脂材料，再利用环氧树脂溶解液将其溶解，代替人工开挖煤层，可以精确开挖的步距，减少了实验所需时间；且不仅可以减小手工开挖模型在尺寸上的误差，还可以降低开挖模型的劳动强度，同时可以避免开挖过程中产生的扬尘。 为更清楚地阐述本技术的结构特征和功效，下面结合附图与具体实施例来对本技术进行详细说明。 【附图说明】 图1是本技术之较佳实施例的主视图； 图2是本技术之较佳实施例的左视图； 图3是本技术之较佳实施例的仰视图； 图4是图1在A-A处的截面示意图； 图5是图1在B-B处的截面不意图； 图6是图1在C-C处的截面示意图； 图7是图1在D-D处的截面示意图。 附图标识说明。 10、本体11、合金块 111、第一进液口112、第二进液口 113、第一出液口114、第二出液口。 【具体实施方式】 请参照图1至图7所示，其显示出了本技术之较佳实施例的具体结构，包括有本体10。 其中，该本体10由长方体结构的合金块11构成，在本实施例中，该合金块11为铝合金材质，当然，该合金块11也可以是其它的合金材质。在煤层相似模拟实验中，利用本技术提供的模拟煤层材料代替了常规的石膏、碳酸钙、河沙的混合材料。该合金块11的长度为20~30cm，宽度为5~10cm，厚度为2~10cm。具体而言，该合金块11具有第一进液口111、第二进液口 112、第一出液口 113以及第二出液口 114，该第一进液口 111与第二进液口 112设置于合金块11的前侧面上，该第一进液口 111与第二进液口 112的内壁上均设置有螺纹，该第一进液口 111与第二进液口 112通过螺纹与胶管(图中未示)连接。该第一出液口 113设置于合金块11的左侧上方，该第一进液口 111与第一出液口 113连通(如图4所示)，所述第一出液口 113为整排间隔均匀地设置，该第一出液口 113距离合金块11的左侧上边界为2~6mm，相邻两个第一出液口 113之间间距为4~6cm，每个第一出液口 113的直径为3~6mm，该第一进液口 111到每个第一出液口 113之间的距离均相同。所述第一出液口 113的形状为圆形。 该第二出液口 114设置于合金块11的底部，该第二进液口 112与第二出液口 114连通(如图5至图7所示)。所述第二出液口 114为两排间隔均匀地设置，该两排第二出液口 114关于合金块11的中心线对称，相邻两个第二出液口 114之间间距4~6cm，每个第二出液口 114的直径为3~6mm，该第二进液口 112到每个第二出液口 114之间的距离均相同。该第二出液口 114的形状为圆形。 本技术的使用方法如下所示: 首先，在合金块11铺在煤层底板上面之前，需要将合金块11左侧以及底部表面涂一层厚度为2~6mm的环氧树脂胶；接着，煤层开挖前，通过胶管将液压泵和模拟煤层的合金块11的第一进液口 111与第二进液口 112相连；通过液压泵将环氧树脂溶解液注入合金块11的第一进液口 111与第二进液口 112内，流量控制在20~200ml/min，压力控制在0.01-0.2MPa，溶解液通过合金块11内部通道从第一出液口 113与第二出液口 114中出来从而到达合金块11的左侧以及底部表面，进而将环氧树脂溶解，使得合金块11与周围材料的缝隙本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种相似模拟实验中的煤层材料，其特征在于：包括有本体，该本体由长方体结构的合金块构成，该合金块具有第一进液口、第二进液口、第一出液口以及第二出液口，该第一出液口设置于合金块的左侧上方，该第二出液口设置于合金块的底部，该第一进液口与第一出液口连通，该第二进液口与第二出液口连通。

【技术特征摘要】
1.一种相似模拟实验中的煤层材料，其特征在于:包括有本体，该本体由长方体结构的合金块构成，该合金块具有第一进液口、第二进液口、第一出液口以及第二出液口，该第一出液口设置于合金块的左侧上方，该第二出液口设置于合金块的底部，该第一进液口与第一出液口连通，该第二进液口与第二出液口连通。2.根据权利要求1所述的一种相似模拟实验中的煤层材料，其特征在于:所述合金块的长度为20~30cm，宽度为5~10cm，厚度为2~10cm。3.根据权利要求1所述的一种相似模拟实验中的煤层材料，其特征在于:所述第一出液口为整排间隔均匀地设置，该第一出液口距离合金块的左侧上边界为2~6mm，相邻两个第一出液口之间间距为4~6cm，每个第一出液口的直径为3~6mm，该第一进液口到每个第一出液口之间的距离均相同。4...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭玉森，刘谦，林世豪，王世潭，张文武，何庆标，赖永明，林璐瑶，
申请(专利权)人：龙岩学院，
类型：新型
国别省市：福建;35