深部承压水上采动断层突水多场前兆信息演化相似试验装置与测试方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种深部承压水上采动断层突水多场前兆信息演化相似试验装置与测试方法，涉及地层温度与相似模拟试验领域，其包括试验支架，侧向挡板，加载板，透明玻璃板，模型存放腔，侧压加载系统，垂直加载系统，水压加载系统，水温调节系统，地温调节系统，信号采集与处理系统，试验模型；该试验装置的水压加载系统、水温调节系统和地温调节系统能对试验模型提供稳定的高温、高压水和梯度地层温度，较好模拟深部承压水上含断层煤系地层的真实地质力学环境，有利于深部承压水上采动断层突水多场前兆信息的真实再现，反演分析深部承压水上采动断层突水过程中断层围岩应力、位移、裂隙、渗流、温度等多场前兆信息的演化规律、耦合特性及影响因素。

【技术实现步骤摘要】
深部承压水上采动断层突水多场前兆信息演化相似试验装置与测试方法
本专利技术涉及地层温度与相似模拟试验领域，特别涉及一种深部承压水上采动断层突水多场前兆信息演化相似试验装置与测试方法。
技术介绍
我国煤炭资源丰富，但赋存地质条件复杂，使得煤矿开采中地质灾害时有发生。随着煤矿开采深度和开采强度的增大，工作面受下伏奥灰岩溶水的威胁日益严重，特别是深部含断层构造的回采工作面，其突水预测及防治问题更为突出。断层突水是煤矿突水的一种重要形式，具有较强的隐敝性和难确定性，易造成重大突水事故，严重威胁煤矿的安全生产。据统计，全国80％的煤矿突水事故是由断层活化引起的，而绝大多数是原始地质条件下的非导水断层在采动影响下活化而诱发的突水。采动引起断层围岩应力变化，产生变形、破坏裂隙，使得承压水沿着断层破碎带向上导升，诱发断层突水。断层突水过程具有围岩应力、位移、渗透性变化以及水压增大、温度改变等一系列前兆信息，这些前兆信息是断层突水监测预警的前提和依据。由于断层突水机理的复杂性及研究手段的局限性，目前仅监测分析断层突水过程中的应力、位移等前兆信息的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种深部承压水上采动断层突水多场前兆信息演化相似试验装置，包括试验支架(1)、侧向挡板(2)、加载板(3)、透明玻璃板(4)、模型存放腔(5)、侧压加载系统(6)、垂直加载系统(7)、水压加载系统(8)、信号采集与处理系统(11)，所述试验支架(1)包括底座(1-1)，所述底座(1-1)与所述侧向挡板(2)、所述透明玻璃板(4)围设形成顶面程开口状的模型存放腔(5)，所述加载板(3)位于所述模型存放腔(5)内部，所述侧压加载系统(6)和垂直加载系统(7)通过所述加载板(3)，分别从侧面和顶部给存放在所述模型存放腔(5)内的试验模型(12)施加水平和垂直的压力，所述水压加载系统(8)通过所述...

【技术特征摘要】
1.一种深部承压水上采动断层突水多场前兆信息演化相似试验装置，包括试验支架(1)、侧向挡板(2)、加载板(3)、透明玻璃板(4)、模型存放腔(5)、侧压加载系统(6)、垂直加载系统(7)、水压加载系统(8)、信号采集与处理系统(11)，所述试验支架(1)包括底座(1-1)，所述底座(1-1)与所述侧向挡板(2)、所述透明玻璃板(4)围设形成顶面程开口状的模型存放腔(5)，所述加载板(3)位于所述模型存放腔(5)内部，所述侧压加载系统(6)和垂直加载系统(7)通过所述加载板(3)，分别从侧面和顶部给存放在所述模型存放腔(5)内的试验模型(12)施加水平和垂直的压力，所述水压加载系统(8)通过所述底座(1-1)给所述试验模型(12)施加水压，所述信号采集与处理系统(11)用于采集和处理试验过程中的信号数据；其特征在于：还包括地温调节系统(10)，所述地温调节系统(10)包括均匀布置在所述试验模型(12)内部的地温热源点(10-5)，所述地温热源点(10-5)的温度随着在试验模型(12)内埋设深度的增加而增大，所述地温调节系统(10)通过地温热源点(10-5)，对试验模型(12)提供稳定的梯度地层温度。


2.根据权利要求1所述的一种深部承压水上采动断层突水多场前兆信息演化相似试验装置，其特征在于：所述地温调节系统(10)还包括地温加热带(10-1)、稳温装置(10-2)、地温调节阀(10-3)、地温控制装置(10-4)，所述地温加热带(10-1)埋设在所述试验模型(12)内，所述地温热源点(10-5)连接在所述地温加热带(10-1)上，所述地温加热带(10-1)与所述地温控制装置(10-4)连接，所述地温调节阀(10-3)、稳温装置(10-2)设置在所述地温加热带(10-1)与所述地温控制装置(10-4)之间。


3.根据权利要求2所述的一种深部承压水上采动断层突水多场前兆信息演化相似试验装置，其特征在于：所述地温加热带(10-1)为S型。


4.根据权利要求3所述的一种深部承压水上采动断层突水多场前兆信息演化相似试验装置，其特征在于：所述地温加热带(10-1)为两条，分别对称的埋设在所述试验模型(12)的两侧，每一条所述地温加热带(10-1)上均匀分布有地温热源点(10-5)，且两条地温加热带(10-1)上地温热源点(10-5)的位置相对应，相对应的两个地温热源点(10-5)位于试验模型(12)内的同一高度。


5.根据权利要求4所述的一种深部承压水上采动断层突水多场前兆信息演化相似试验装置，其特征在于：位于试验模型(12)内两个同一高度的所述地温热源点(10-5)之间连接有电阻导线。


6.根据权利要求1所述的一种深部承压水上采动断层突水多场前兆信息演化相似试验装置，其特征在于：还包括水温调节系统(9)；所述水压加载系统(8)包括开设在所述底座(1-1)上的贮水槽(8-1)，所述贮水槽(8-1)与所述模型存放腔(5)联通，所述水压加载系统(8)通过向所述贮水槽(8-1)内注入高压水，对所述模型存放腔(5)内试验模型(12)的底部施加高压水；所述水温调节系统(9)通过调节贮水槽(8-1)内水的温度对试验模型(12)的底部施加高温水。


7.根据权利要求6所述的一种深部承压水上采动断层突水多场前兆信息演化相似试验装置，其特征在于：所述水温调节系统(9)包括一端与所述贮水槽(8-1)连接的保温水管(9-1)，依次设置在所述保温水管(9-1)上的恒温装置(9-2)、水温调节阀(9-3)、水温控制装置(9-5)，设置在所述贮水槽(8-1)中的水温加热棒(9-4)；所述水温加热棒(9-4)的一端穿过所述保温水管(9-1)与所述恒温装置(9-2)连接。


8.根据权利要求1所述的一种深部承压水上采动断层突水多场前兆信息演化相似试验装置，其特征在于：所述试验模型(12)前后、左右四个面，采用聚乙烯红外增透膜密封。


9.一种深部承压水上采动断层突水多场...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙建，刘鑫，赵光明，
申请(专利权)人：安徽理工大学，
类型：发明
国别省市：安徽;34