一進(jìn)液口311到每個(gè)第一出液口 313之間的距離均相同。所述第一出液口 313為整排間隔均勻地設(shè)置，該第一出液口 313距離合金塊31的左側(cè)上邊界為2~6mm，相鄰兩個(gè)第一出液口 313之間間距為4~6cm，每個(gè)第一出液口 313的直徑為3~6mm，該第一出液口 313的形狀為圓形。該第二出液口 314設(shè)置于合金塊31的底部，該第二進(jìn)液口 312與第二出液口 314連通(如圖6至圖8所示)，該第二進(jìn)液口 312到每個(gè)第二出液口 314之間的距離均相同。所述第二出液口 314為兩排間隔均勻地設(shè)置，該兩排第二出液口 314關(guān)于合金塊31的中心線對稱，相鄰兩個(gè)第二出液口 314之間間距4~6cm，每個(gè)第二出液口 314的直徑為3~6mm，該第二出液口 314的形狀為圓形。
[0034]該保護(hù)煤柱33分布于開挖煤層32的兩側(cè)，該保護(hù)煤柱33用來消除應(yīng)力的邊界效應(yīng)，保護(hù)煤柱33的長度為20~40cm。
[0035]該液壓泵60設(shè)置于模型架10外，該液壓泵60通過膠管70與合金塊31連接，具體而言，該膠管70連通第一進(jìn)液口 311與第二進(jìn)液口 312。所述液壓泵的流量控制在20~200ml/min，壓力控制在 0.01-0.2MPa0
[0036]本實(shí)用新型的使用方法，包括以下步驟:
[0037](I)在開展煤層相似模擬實(shí)驗(yàn)前，需要將模型架10清理干凈；
[0038](2)將擋板固定在模型架10的前后兩側(cè)；
[0039](3)根據(jù)材料的配比，利用電子稱精確稱取所需材料的質(zhì)量，將材料放入攪拌機(jī)內(nèi)攪拌均勻，配成底板20的材料，將材料鋪在模型架10內(nèi)，利用電動錘或者鐵鎬將材料夯實(shí)；
[0040](4)在底板20上均勻撒上一層厚度為2~4mm云母片；
[0041](5)將模擬開挖煤層32的合金塊31左側(cè)以及底部表面涂一層厚度為2~6_的環(huán)氧樹脂膠；
[0042](6)將模擬保護(hù)煤柱33的合金塊31以及模擬開挖煤層32的合金塊31依次鋪在底板20上面，利用電動錘或者鐵鎬輕輕夯實(shí)，同時(shí)在其上面均勻撒一層厚度為2~4mm的云母片；
[0043](7)根據(jù)模型搭建實(shí)際情況，在擋板正上方固定新的擋板，重復(fù)步驟3~6，直至將模型搭建到設(shè)計(jì)高度，如果實(shí)驗(yàn)中只開挖一層煤，則步驟5、6可省略；在模型搭建過程中，根據(jù)檢測內(nèi)容，需要在模型中預(yù)埋傳感器；
[0044](8)待模型干燥后，只保留模型架最上方的一層擋板，其余擋板全部拆除，同時(shí)根據(jù)模型壓力計(jì)算結(jié)果，在模型上方固定加壓裝置50，該加壓裝置50可以為水袋加壓或者千斤頂加壓；
[0045](9)開挖煤層32開挖前，通過膠管70將液壓泵60和模擬開挖煤層32的合金塊31相連；通過液壓泵60將環(huán)氧樹脂膠溶解液注入合金塊31的第一進(jìn)液口 311與第二進(jìn)液口 312內(nèi)，該液壓泵60的流量控制在20~200ml/min，壓力控制在0.01-0.2MPa ；
[0046](10)環(huán)氧樹脂膠溶解液通過合金塊31內(nèi)部通道到達(dá)表面，進(jìn)而將環(huán)氧樹脂膠溶解，使得合金塊31與周圍材料的縫隙減小，在重力作用下，合金塊31會掉落在底板20上，將合金塊31取出即可模擬煤層的開采過程；再將膠管70與取出的合金塊31右側(cè)的合金塊31相連，重復(fù)步驟9的過程，可以模擬整個(gè)工作面推進(jìn)過程。
[0047]綜上所述，本實(shí)用新型的設(shè)計(jì)重點(diǎn)在于，通過利用合金塊來代替模擬煤層的開采部分，并配合在合金塊的表面涂一層環(huán)氧樹脂材料，再利用環(huán)氧樹脂溶解液將其溶解，代替了人工開挖煤層，可以精確開挖的步距，減少了實(shí)驗(yàn)所需時(shí)間；且不僅可以減小手工開挖模型在尺寸上的誤差，還可以降低開挖模型的勞動強(qiáng)度，同時(shí)可以避免開挖過程中產(chǎn)生的揚(yáng)塵。
[0048]以上所述，僅是本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并非對本實(shí)用新型的技術(shù)范圍作任何限制，故凡是依據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)實(shí)質(zhì)對以上實(shí)施例所作的任何細(xì)微修改、等同變化與修飾，均仍屬于本實(shí)用新型技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種煤層相似模擬實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于:包括有模型架、底板、煤層、上覆巖層、加壓裝置以及液壓泵，該底板、煤層、上覆巖層以及加壓裝置從下往上依次疊設(shè)于模型架內(nèi)；該煤層包括有開挖煤層與保護(hù)煤柱，該保護(hù)煤柱分布于開挖煤層的兩側(cè)，該開挖煤層與保護(hù)煤柱均由合金塊構(gòu)成，該液壓泵設(shè)置于模型架外，該液壓泵通過膠管與合金塊連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種煤層相似模擬實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于:所述合金塊的長度為20~30cm，寬度為5~10cm，厚度為2~10cm，開挖煤層的長度為150~200cm，保護(hù)煤柱的長度為 20~40cm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種煤層相似模擬實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于:所述合金塊具有第一進(jìn)液口、第二進(jìn)液口、第一出液口以及第二出液口，該第一出液口設(shè)置于合金塊的左側(cè)上方，該第二出液口設(shè)置于合金塊的底部，該第一進(jìn)液口與第一出液口連通，該第二進(jìn)液口與第二出液口連通，前述膠管連通第一進(jìn)液口與第二進(jìn)液口。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種煤層相似模擬實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于:所述第一出液口為整排間隔均勻地設(shè)置，該第一出液口距離合金塊的左側(cè)上邊界為2~6mm，相鄰兩個(gè)第一出液口之間間距為4~6cm，每個(gè)第一出液口的直徑為3~6mm，該第一進(jìn)液口到每個(gè)第一出液口之間的距離均相同。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種煤層相似模擬實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于:所述第二出液口為兩排間隔均勻地設(shè)置，該兩排第二出液口關(guān)于合金塊的中心線對稱，相鄰兩個(gè)第二出液口之間間距4~6cm，每個(gè)第二出液口的直徑為3~6mm，該第二進(jìn)液口到每個(gè)第二出液口之間的距離均相同。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種煤層相似模擬實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于:所述液壓泵的流量控制在20~200ml/min，壓力控制在0.01-0.2MPa。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開一種煤層相似模擬實(shí)驗(yàn)裝置，包括有模型架、底板、煤層、上覆巖層、加壓裝置以及液壓泵，該底板、煤層、上覆巖層以及加壓裝置從下往上依次疊設(shè)于模型架內(nèi)；該煤層包括有開挖煤層與保護(hù)煤柱，該保護(hù)煤柱分布于開挖煤層的兩側(cè)，該開挖煤層與保護(hù)煤柱均由合金塊構(gòu)成，該液壓泵設(shè)置于模型架外，該液壓泵通過膠管與合金塊連接；通過利用合金塊來代替模擬煤層的開采部分，并配合在合金塊的表面涂一層環(huán)氧樹脂材料，再利用環(huán)氧樹脂溶解液將其溶解，代替了人工開挖煤層，可以精確開挖步距，減少了實(shí)驗(yàn)所需時(shí)間；且不僅可以減小手工開挖模型在尺寸上的誤差，還可以降低開挖模型的勞動強(qiáng)度，同時(shí)可以避免開挖過程中產(chǎn)生的揚(yáng)塵。
【IPC分類】G01N33-24
【公開號】CN204287174
【申請?zhí)枴緾N201420723189
【發(fā)明人】郭玉森, 劉謙, 林世豪, 王世潭, 張文武, 何慶標(biāo), 賴永明, 林璐瑤
【申請人】龍巖學(xué)院
【公開日】2015年4月22日
【申請日】2014年11月27日