[发明专利]一种可重复模拟采煤工作面底板透水系数的教学实验装置

权利要求书

1.一种可重复模拟采煤工作面底板透水系数的教学实验装置，其特征在于：包括模拟架(1)和设置在其中的煤层(2)和其他多个岩层，在所述煤层(2)上方设置有含水层(3)，在所述含水层(3)中设置有含水层模拟系统(4)，所述含水层模拟系统(4)包括矩形的水袋(401)，所述水袋(401)的顶板和底板为高强度的塑胶板，四周为高强度的塑胶片，所述水袋(401)的左右两侧分别连接有第一智能控压水箱(402)和第二智能控压水箱(403)，在所述水袋(401)的底板上设置有多个喷水孔(404)。

2.根据权利要求1所述的可重复模拟采煤工作面底板透水系数的教学实验装置，其特征在于：所述喷水孔(404)从前到后共7排，每排的中部均设置在所述水袋(401)的长度方向的中线上，第1排和第7排的所述喷水孔(404)的个数为30，第2排和第6排的所述喷水孔(404)的个数为20，第3排～第5排的所述喷水孔(404)的个数为10，所述喷水孔(404)的直径为2mm；

所述水袋(401)的长宽高分别为5000mm、1500mm和16mm，所述塑胶板的厚度为3mm，所述水袋(401)的内部空腔的高度为10mm，所述第一智能控压水箱(402)进水，压力区间为0-4.5MPa，所述第二智能控压水箱(403)出水，压力区间为0-3.5MPa，压力最大控制精度为0.1MPa。

3.根据权利要求2所述的可重复模拟采煤工作面底板透水系数的教学实验装置，其特征在于：在模拟开始时，所述水袋(401)的内部装满石蜡并冷藏，固定成型，然后作为一层岩层铺设到预设的所述含水层(3)的位置，设置在所述含水层(3)的中部，四周用骨料铺设；

刚开始进水时，使用温度为45℃～60℃的水，慢慢融化石蜡并排除，所述第一智能控压水箱(402)的压力比所述第二智能控压水箱(403)大1.5MPa，2小时内逐步下降到0.5MPa的压差。

4.根据权利要求3所述的可重复模拟采煤工作面底板透水系数的教学实验装置，其特征在于：在所述煤层(2)的下方100mm处设置有压力传感器(5)，所述压力传感器(5)的数量为36个，从前到后共3排，每排12个，右方向上相邻两个所述压力传感器(5)之间的距离为800mm，前后方向上相邻两个所述压力传感器(5)之间的距离为420mm。

5.根据权利要求4所述的可重复模拟采煤工作面底板透水系数的教学实验装置，其特征在于：在所述煤层(2)上方5H、10H和20H位置处分别设置包括多种裂隙的第一裂隙带(601)、第二裂隙带(602)和第三裂隙带(603)，其中，H为所述煤层(2)的高度；

所述第一裂隙带(601)的长和宽分别为2200mm和1000mm，所述第二裂隙带(602)的长和宽分别为1100mm和500mm，所述第三裂隙带(603)的长和宽分别为500mm和250mm。

6.根据权利要求5所述的可重复模拟采煤工作面底板透水系数的教学实验装置，其特征在于：

所述裂隙采用裂隙预制装置制作而成，所述裂隙预制装置包括多个裂隙片(701)、裂隙片载体(709)和裂隙片固定盒，所述裂隙片固定盒包括水平设置的固定杆(702)，在所述固定杆(702)上设置有多个通孔(703)，在其中两个所述通孔(703)处活动连接有滑道(704)，所述滑道(704)为中空管状结构，所述滑道(704)和所述通孔(703)之间采用角度固定扣(705)连接，所述滑道(704)的两端分别处在所述角度固定扣(705)的上部和下部，且所述滑道(704)能够以所述角度固定扣(705)为轴在左右方向上自由旋转；

所述裂隙片载体(709)为长条形，在其上设置有多个裂隙片固定扣(706)，数量与所述通孔(703)的数量一致，在所述裂隙片固定扣(706)上活动连接有所述裂隙片(701)。