[发明专利]一种水下采煤模拟装置及其使用方法

权利要求书

1.一种水下采煤模拟装置，其特征在于：包括架体、设置在所述架体上的承压含水层(41)、煤层(42)、设置在所述煤层(42)两侧的支撑杆、以及其他岩层；

所述承压含水层由多个小水袋连接而成，所述小水袋是由水袋顶板(1)、水袋底板(2)、前侧壁(3)、后侧壁(4)、左侧壁(5)和右侧壁(6)围合而成的长方体结构，其内部为充水空间，在所述小水袋的左侧壁上设置有入水口(7)，右侧壁上设置有出水口(8)，后一个所述小水袋的入水口(7)通过输水管(9)与前一个所述小水袋的出水口(8)相连，第一个所述小水袋的入水口(7)与水供应装置相连，最后一个所述小水袋只设置有入水口(7)；

所述输水管(9)为中空圆柱体，在其外侧的中部设置有水流量传感器(10)，所述水流量传感器(10)通过数据传输装置与数据处理装置相连，所述输水管(9)的两端为接头(101)，在所述接头(101)和所述水流量传感器(10)之间设置有弹性软管(102)，所述弹性软管(102)能够伸缩和向各个方向弯曲；

在所述煤层中设置有采煤支护模拟系统，在所述支撑杆上运行，所述采煤支护模拟系统包括采煤模拟装置和位于其后侧的液压支架模拟装置，所述液压支架模拟装置包括底板(21)、顶板(22)、应力计量器、驱动装置和挡板(23)，其中，所述应力计量器的顶部和底部分别与所述顶板(22)和底板(21)连接，所述挡板(23)的上端与所述顶板(22)的后端相连，所述挡板(23)与所述顶板(22)之间的角度为钝角，驱动装置驱动所述液压支架模拟装置移动。

2.根据权利要求1所述的水下采煤模拟装置，其特征在于：所述承压含水层包括10个所述小水袋，从第1个～第5个小水袋的入水口(7)设置在所述左侧壁(5)的中部，处于靠近所述前侧壁(3)的位置，出水口(8)设置在所述右侧壁(6)的下部，处于靠近所述后侧壁(4)的位置；从第6个到10个小水袋的入水口(7)设置在所述左侧壁(5)的下部，处于靠近所述前侧壁(3)的位置；从第6个到9个小水袋的出水口(8)设置在所述右侧壁(6)的中部，处于靠近所述后侧壁(4)的位置。

3.根据权利要求2所述的水下采煤模拟装置，其特征在于：在所述水袋顶板(1)和所述水袋底板(2)的左右两侧还分别设置有保护板(11)，由所述水袋顶板(1)和水袋底板(2)向左右两侧延伸而成，将所有所述小水袋的所述保护板(11)依次相连，在相邻的两个所述小水袋间形成保护所述输水管(9)的置物空间；所述水袋顶板(1)和所述水袋底板(2)为PVC板，所述前侧壁(3)、后侧壁(4)、左侧壁(5)和右侧壁(6)的截面为可折叠伸缩的齿形结构，由丁基橡胶制成。

4.根据权利要求3所述的水下采煤模拟装置，其特征在于：所述小水袋的长度为270mm，宽度为300mm，所述前侧壁(3)、后侧壁(4)、左侧壁(5)和右侧壁(6)的最大拉伸高度为60mm；所述保护板(11)的长度为15mm，宽度为300mm；所述水袋顶板(1)和水袋底板(2)的厚度为4mm，所述前侧壁(3)、后侧壁(4)、左侧壁(5)和右侧壁(6)的厚度为2.2mm；所述弹性软管(102)为聚丙烯材料制成，外直径为70mm，内直径为50mm；所述小水袋在使用前其内部处于完全压缩状态。

5.根据权利要求4所述的水下采煤模拟装置，其特征在于：所述水供应装置包括多个相同规格的水箱，所述水箱从上至下包括依次连通的上管体(401)、上箱体(402)、下管体(403)和下箱体(404)，所述上管体(401)的上端为管口，所述上管体(401)的上部为无刻度区，下部为有刻度区，所述下管体(403)的上部为有刻度区，下部为无刻度区，在所述有刻度区的管壁上设置有刻度；在所述水箱的底部设置有水箱出水口(405)；

所述水箱由透明材料制成，所述水箱为3个，所述水供应装置还包括接头(407)和压力表(408)，所述3个水箱的水箱出水口(405)分别通过管路与所述压力表(408)连接，所述接头(407)的一端通过管路与所述压力表(408)连接，另一端与第一个所述小水袋的入水口(7)连接，在每个水箱和所述压力表(408)之间的管路上设置有阀门(406)。