用于模拟煤矿底板隔水层裂隙演化的装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提出一种用于模拟煤矿底板隔水层裂隙演化的装置，包括试验箱，试验箱内的底部放置有上下开口的材料底座，材料底座上依次放置有密封圈、成型模具和加固件，成型模具中填充有固液耦合相似材料，加固件可拆卸地连接试验箱，试验箱的底部且于材料底座的内部连接有水管，水管的末端连接有注水阀门，水管上设置有水压表，水管上于水压表和试验箱之间设置有控压阀门。本实用新型专利技术的有益效果：结构简单，便于装配和拆卸，便于试验操作，可准确模拟煤矿底板隔水层突水过程，对隔水层破裂方式和裂隙演化规律进行可视性记录和观测。

A device used to simulate the fracture evolution of the aquifers in a coal mine

The utility model provides a device for simulating coal mine floor water resisting crack evolution, including test case, test box is placed at the bottom of the material on the base of the lower opening, the base material placed on a seal ring, forming mold and mold reinforcements filled with solid-liquid coupling similar materials, reinforcing member detachably connect the test box, the bottom of the box and on the internal test material base is connected with a water pipe, water pipe connected with the tail end of the water valve, water pipe is arranged on the water table, water pipe between the water pressure gauge and test box is provided with a pressure control valve. The utility model has the advantages of simple structure, convenient assembly and disassembly, convenient operation for experiments, accurate simulation of water inrush process of coal floor, and visible record and observation of the failure mode and fissure evolution rule of the aquifer.

【技术实现步骤摘要】
用于模拟煤矿底板隔水层裂隙演化的装置
本技术涉及煤矿突水模拟试验
，特别是涉及一种用于模拟煤矿底板隔水层裂隙演化的装置。
技术介绍
矿井突水是一种威胁较大、发生频繁的井下重大灾害。国内外针对煤矿底板突水问题的研究已有60多年，也获得许多的技术成果和实践经验。煤层底板突水的过程是一个复杂非平衡、非线性的演化过程。但由于突水灾害的复杂性，尤其是深井开采诱发因素较多，仅仅依靠理论计算、数值模拟难以进行分析研究，无法为底板突水过程提供较为全面的认识和分析。因此，借助室内试验系统进行物理相似模拟试验进行矿井突水问题的探讨，成为获取深部采动底板突水灾变演化多元信息的有效基础手段，也具有重要的现实意义。针对采空区下部隔水层底板形成与演化进行基础试验研究，将有助于对矿井底板突水现象、机理的认识。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种用于模拟煤矿底板隔水层裂隙演化的装置，解决目前对隔水层破裂方式和裂隙演化规律非可视性记录和观测的问题。本技术提供一种用于模拟煤矿底板隔水层裂隙演化的装置，包括试验箱，试验箱内的底部放置有上下开口的材料底座，材料底座上依次放置有密封圈、上下开口的成型模具和加固件，成型模具中填充有固液耦合相似材料，加固件可拆卸地连接试验箱，试验箱的底部且于材料底座的内部连接有水管，水管的末端连接有注水阀门，水管上设置有水压表，水管上于水压表和试验箱之间设置有控压阀门。进一步的，加固件包括加固底座和设置于加固底座上的若干根加固杆，加固杆上沿加固杆的轴向依次开设有多个第一连接孔，试验箱的侧壁上开设有第二连接孔，第一连接孔经螺栓连接第二连接孔。进一步的，用于模拟煤矿底板隔水层裂隙演化的装置还包括试验箱支架，试验箱设置于试验箱支架上。进一步的，用于模拟煤矿底板隔水层裂隙演化的装置还包括注水支架，注水阀门、水压表和控压阀门均设置于注水支架上。进一步的，所述试验箱由金属材料制成。进一步的，材料底座和加固件均由木材制成。进一步的，所述密封圈由橡胶材料制成。与现有技术相比，本技术的用于模拟煤矿底板隔水层裂隙演化的装置具有以下特点和优点：本技术的用于模拟煤矿底板隔水层裂隙演化的装置，结构简单，便于装配和拆卸，便于试验操作，可准确模拟煤矿底板隔水层突水过程，对隔水层破裂方式和裂隙演化规律进行可视性记录和观测。结合附图阅读本技术的具体实施方式后，本技术的特点和优点将变得更加清楚。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本技术用于模拟煤矿底板隔水层裂隙演化的装置的结构示意图；图2为本技术用于模拟煤矿底板隔水层裂隙演化的装置中材料底座的结构示意图；图3为本技术用于模拟煤矿底板隔水层裂隙演化的装置中密封圈的结构示意图；图4为本技术用于模拟煤矿底板隔水层裂隙演化的装置中成型模具的结构示意图；图5为本技术用于模拟煤矿底板隔水层裂隙演化的装置中加固件的结构示意图其中，1、试验箱，2、材料底座，3、密封圈，4、成型模具，51、加固底座，52、加固杆，521、第一连接孔，6、水管，71、控压阀门，72、注水阀门，73、水压表，81、注水支架，82、试验箱支架。具体实施方式如图1至图5所示，本实施例提供一种用于模拟煤矿底板隔水层裂隙演化的装置，由金属材料制成的长方体结构的试验箱1设置于试验箱支架82上，试验箱1内的底部放置有材料底座2，材料底座2为由木材制成的上下开口的矩形框结构，材料底座2上依次再放置有由橡胶材料制成的密封圈3、上下开口的成型模具4和加固件，成型模具4中填充有固液耦合相似材料以模拟煤矿底板隔水层。加固件由木材制成，加固件包括加固底座51和设置于加固底座51上的四根加固杆52，加固杆52上沿加固杆52的轴向依次开设有多个第一连接孔521，试验箱1的侧壁上开设有第二连接孔，第一连接孔521经螺栓连接第二连接孔，以使加固件可拆卸地连接试验箱1。在加固过程中可以将螺栓插入不同的第一连接孔521与第二连接孔连接以调节加加固件的加固程度。试验箱1的底部且于材料底座2的内部连接有水管6，水管6的末端连接有注水阀门72，水管6上设置有水压表73，水管6上于水压表73和试验箱1之间设置有控压阀门71，注水阀门72、水压表73和控压阀门71均设置于注水支架81上。本实施例的用于模拟煤矿底板隔水层裂隙演化的装置，利用其模拟煤矿底板隔水层岩层突水破坏试验过程如下：(1)相似材料制作过程依据矿井实际情况设计所需各组分比例的固液耦合相似材料，将混合均匀调和好的相似材料置于成型模具4中进行铺设并压实，其厚度由试验设计相似比例决定。将材料底座2置于试验箱1中，密封圈3置于材料底座2的上部，成型模具4置于密封圈3上，成型模具4上放置加固件，加固杆52用螺栓固定连接试验箱1。(2)控压注水过程打开注水阀门72、控压阀门71后经水管6注水，待流量稳定后，关闭注水阀门72，然后缓慢关闭控压阀门71，直到水压表73达到试验所需的水压。(3)试验观测过程完成上述操作后，观察成型模具4中固液耦合相似材料的破坏方式和裂隙演化规律进行记录和观测。本实施例的用于模拟煤矿底板隔水层裂隙演化的装置，结构简单，便于装配和拆卸，便于试验操作，可准确模拟煤矿底板隔水层突水过程，对隔水层破裂方式和裂隙演化规律进行可视性记录和观测。当然，上述说明并非是对本技术的限制，本技术也并不仅限于上述举例，本
的技术人员在本技术的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本技术的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于模拟煤矿底板隔水层裂隙演化的装置，其特征在于：包括试验箱，试验箱内的底部放置有上下开口的材料底座，材料底座上依次放置有密封圈、上下开口的成型模具和加固件，成型模具中填充有固液耦合相似材料，加固件可拆卸地连接试验箱，试验箱的底部且于材料底座的内部连接有水管，水管的末端连接有注水阀门，水管上设置有水压表，水管上于水压表和试验箱之间设置有控压阀门。

【技术特征摘要】
1.一种用于模拟煤矿底板隔水层裂隙演化的装置，其特征在于：包括试验箱，试验箱内的底部放置有上下开口的材料底座，材料底座上依次放置有密封圈、上下开口的成型模具和加固件，成型模具中填充有固液耦合相似材料，加固件可拆卸地连接试验箱，试验箱的底部且于材料底座的内部连接有水管，水管的末端连接有注水阀门，水管上设置有水压表，水管上于水压表和试验箱之间设置有控压阀门。2.根据权利要求1所述的用于模拟煤矿底板隔水层裂隙演化的装置，其特征在于：加固件包括加固底座和设置于加固底座上的若干根加固杆，加固杆上沿加固杆的轴向依次开设有多个第一连接孔，试验箱的侧壁上开设有第二连接孔，第一连接孔经螺栓连接第二连接孔。3.根据权利要求1所述的用于模拟...

【专利技术属性】
技术研发人员：李杨杨，张士川，张磊，孙熙震，陈明，赵金海，刘占新，张鑫，崔博强，郭浩，
申请(专利权)人：山东科技大学，
类型：新型
国别省市：山东,37