一种基于数值模拟确定导水裂隙带高度的实验装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种基于数值模拟确定导水裂隙带高度的实验装置，包括模拟试验架和设置在模拟试验架内部的煤层，模拟试验架的底部安装有应力传感器，应力传感器上方设置有底板，煤层位于底板上方，煤层上方设置有上覆岩层；模拟试验架的顶端安装有加载装置，模拟试验架的内部设置有多个应变传感器；应力传感器通过导线连接应力采集器，应变传感器通过导线连接应变采集器，应力采集器和应变采集器连接计算机。本实用新型专利技术铺设物理模型方便、高效，基于数值模拟结果，通过物理相似模拟实验能准确模拟水体下开采上覆岩层隔水层损伤程度和导水裂隙分布规律，为确定导水裂隙带高度提供较准确的信息，进而为保护煤柱的留设提供依据。

【技术实现步骤摘要】
一种基于数值模拟确定导水裂隙带高度的实验装置
本技术属于矿井防治突水
，涉及一种基于数值模拟确定导水裂隙带高度的实验装置。
技术介绍
煤层开采后，必然引起岩层运动和地层内应力场与裂隙场的改变，上覆岩层破断形成导水裂隙带。导水裂隙带一旦沟通含水层或者地表水体将会导致水体涌入井下，威胁矿井安全。因此，水体下煤层安全开采的关键在于精准确定煤层开采后覆岩导水裂隙带高度，进而确定合理保护煤柱尺寸。确定煤层开采后覆岩导水裂隙带高度的方法主要有数值模拟和物理相似模拟等。数值模拟可以快速模拟不同地质采矿条件下的导水裂隙带动态发育过程，但由于很难精准设定各岩层力学参数，导致结果的准确性和可靠性降低；物理相似模拟由于实验周期长，需要消耗大量的人力和物力，每次实验模型在成型和操作上存在差异，实验结果可重复性差；且现有相似模型实验大多通过全站仪测量模型表面的测点来确定岩层位移，通过隔水岩层表面裂隙张开度来确定导水裂隙带高度，而事实上隔水岩层表面有微裂隙不一定导水，且通过全站仪测量测点位移来确定岩层裂隙张开度误差相对较大。>
技术实现思路
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【技术保护点】
1.一种基于数值模拟确定导水裂隙带高度的实验装置，其特征在于，包括模拟试验架(1)和设置在模拟试验架(1)内部的煤层(4)，所述模拟试验架(1)的底部安装有应力传感器(2)，所述应力传感器(2)上方设置有底板(3)；所述煤层(4)位于底板(3)上方，所述煤层(4)上方设置有上覆岩层(6)；所述模拟试验架(1)的顶端安装有加载装置(14)，所述模拟试验架(1)的内部设置有多个应变传感器(12)；所述应力传感器(2)通过导线连接应力采集器(22)，所述应变传感器(12)通过导线连接应变采集器(23)，所述应力采集器(22)和应变采集器(23)连接计算机(21)。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于数值模拟确定导水裂隙带高度的实验装置，其特征在于，包括模拟试验架(1)和设置在模拟试验架(1)内部的煤层(4)，所述模拟试验架(1)的底部安装有应力传感器(2)，所述应力传感器(2)上方设置有底板(3)；所述煤层(4)位于底板(3)上方，所述煤层(4)上方设置有上覆岩层(6)；所述模拟试验架(1)的顶端安装有加载装置(14)，所述模拟试验架(1)的内部设置有多个应变传感器(12)；所述应力传感器(2)通过导线连接应力采集器(22)，所述应变传感器(12)通过导线连接应变采集器(23)，所述应力采集器(22)和应变采集器(23)连接计算机(21)。


2.根据权利要求1的所述的一种基于数值模拟确定导水裂隙带高度的实验装置，其特征在于，所述模拟试验架(1)为通过左立柱(15)、中间立柱(17)、右立柱(16)、横撑(20)固定而成的立体结构，其底部固定有支架底板(18)，其四周通过挡板(19)包裹；所述应力传感器(2)安装于支架底板(18)上。

【专利技术属性】
技术研发人员：李星亮，桂阿娟，高歌，
申请(专利权)人：陕西铁路工程职业技术学院，
类型：新型
国别省市：陕西;61