[发明专利]一种采动破碎岩体水砂运移试验系统及监测方法

权利要求书

1.一种采动破碎岩体水砂运移试验系统，其包括支架，其特征在于，所述支架上设置有试验仓，所述试验仓包括上仓体与下仓体，所述上仓体与所述下仓体通过一连接件相连接；所述上仓体设置能沿所述上仓体移动的顶板，所述顶板上均匀布置有若干个透水孔，所述顶板上设置有用于施加竖直压力的加载液压缸，所述顶板上设置有排水阀与进水阀；所述试验仓内设置有隔水板承载环体，所述隔水板承载环体能沿所述试验仓内壁移动，所述所述隔水板承载环体与所述试验仓内壁为动密封，所述隔水板承载环体上设置有脆性环氧树脂隔水板，所述脆性环氧树脂隔水板下方的所述下仓体内设置有竖直布置的破碎杆，所述破碎杆的尖端部与所述脆性环氧树脂隔水板之间存在一间隙；所述下仓体底部设置有出口，所述出口下方的所述支架上设置有水砂收集装置；所述上仓体内均匀布置有多个压力传感器，所述下仓体的内壁上均匀布置有多个孔隙水压力传感器，孔隙水压力传感器的端头与所述下仓体的内壁相平；所述上仓体内铺设有砂层，所述下仓体内铺设有岩块层，所述隔水板承载环体位于砂层与岩块层之间，砂层与岩块层形成模拟材料；随所述顶板向下移动，使砂层带动所述脆性环氧树脂隔水板也向下移动，所述破碎杆的尖端部击碎所述脆性环氧树脂隔水板，使所述上仓体与所述下仓体相连通。

2.根据权利要求1所述的采动破碎岩体水砂运移试验系统，其特征在于，所述进水阀与一水压水量双控伺服装置相连通，所述加载液压缸与一位移压力双控伺服装置相连接，所述水压水量双控伺服装置与所述位移压力双控伺服装置均与一控制中心通信连接。

3.根据权利要求2所述的采动破碎岩体水砂运移试验系统，其特征在于，所述多个孔隙水压力传感器、所述多个压力传感器的通信电缆均穿过对应的连接端口与所述控制中心通信连接，所述连接端口包括监测接口，所述监测接口内设置有电缆锁定管，所述电缆锁定管末端设置有密封段，所述多个孔隙水压力传感器、所述多个压力传感器的通信电缆穿过对应密封段。

4.根据权利要求1所述的采动破碎岩体水砂运移试验系统，其特征在于，所述顶板为圆形顶板，圆形顶板上布置有至少四层透水孔，每层的多个透水孔布置在同一圆周上，四层透水孔的圆周为同心圆。

5.一种使用如权利要求1所述采动破碎岩体水砂运移试验系统的监测方法，其包括以下步骤：

根据地质和采矿条件的抽象地层组合和相似准则，将松散砂层与不同岩性和块度的岩块层分层铺设在试验仓内，并铺设相应的压力传感器和孔隙水压力传感器；关闭进水阀，打开排气阀，启动位移压力双控伺服装置，逐级向所述顶板施加竖向荷载，实时监测所述试验仓中模拟材料的变形情况，待模拟材料变形稳定之后施加下一级荷载，直至到达预定需要的载荷，获得模拟材料加载过程的应力-应变曲线；

然后打开所述排气阀和所述进水阀，启动水压水量双控伺服装置，设置所需的水压力和水流量，对所述试验仓进行充水直至所述排气阀溢水，而后关闭所述排气阀，直至达到设置的水压力；

随所述顶板向下移动，松散砂层和岩块层逐渐被压实，所述脆性环氧树脂隔水板也随之向下移动，所述破碎杆的尖端部击碎所述脆性环氧树脂隔水板，使所述上仓体与所述下仓体相连通，所述上仓体内的水砂自所述下仓体内岩块之间的孔隙从所述下仓体的出口流出，同时观察水砂涌出情况，同步采集记录应力、孔隙水压力、流量与位移信息。