[发明专利]一种基于含水层模拟装置的节能减排与安全采煤实验平台

说明书

本发明公开了一种基于含水层模拟装置的节能减排与安全采煤实验平台，包括模拟架(9)和设置在其中的煤层(20)和其他多个岩层，在所述煤层(20)上方设置有含水层(18)，在所述含水层(18)中设置有含水层模拟系统，在所述煤层(20)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(15)、第二裂隙带(16)和第三裂隙带(17)，其中，H为所述煤层(20)的高度。本发明所述的基于含水层模拟装置的节能减排与安全采煤实验平台具有实验效率高和实验精度高的优点。

技术领域

本发明涉及矿山机械及教育领域，特别是涉及一种基于含水层模拟装置的节能减排与安全采煤实验平台。

背景技术

在传统意义上，煤矿岩层的相似模拟实验都以二维为主，即前后宽度都在200mm，所以很多实验也局限在前后宽度200mm的范畴下，因此对于含水层的模拟一般较少，而对于三维相似模拟中，含水层的模拟更少，同时，对于含水层模拟时，裂隙的模拟以及在整个开采过程中裂隙的发育过程，暂时没有研究。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种结构简单、成本低、操作简便的基于含水层模拟装置的节能减排与安全采煤实验平台。

一种基于含水层模拟装置的节能减排与安全采煤实验平台，包括模拟架和设置在其中的煤层和其他多个岩层，在所述煤层上方设置有含水层，在所述含水层中设置有含水层模拟系统，所述含水层模拟系统包括设置在前侧的第一进水管和后侧的第二进水管，所述第一进水管和所述第二进水管的一端封闭，另一端与智能控压水箱相连，在所述第一进水管上连接有多个第一喷水管，在所述第二进水管上连接有多个第二喷水管，所述第一喷水管和所述第二喷水管交错分布在所述第一进水管和所述第二进水管之间，在所述第一喷水管和所述第二喷水管的左右两侧分别设置有一排喷水孔；

在所述煤层上方5H、10H和20H位置处分别设置包括多种裂隙的第一裂隙带、第二裂隙带和第三裂隙带，其中，H为所述煤层的高度。

本发明所述的基于含水层模拟装置的节能减排与安全采煤实验平台，其中，在所述模拟架的底板的上部铺设有垫层，在所述含水层的下部铺设隔水层，其中：

所述隔水层采用如下重量比的材料制备而成：中砂：重晶石粉：滑石粉：凡士林：硅油：水泥：水＝11.50：11.50：2.30：1.16：1.16：1：2；

所述含水层采用如下重量比的材料制备而成：中砂：重晶石粉：滑石粉：凡士林：硅油：水泥：水＝11.50：11.50：2.30：1.75：0.58：1：2。

本发明所述的基于含水层模拟装置的节能减排与安全采煤实验平台，其中，在所述模拟架中设置有实时智能监测系统，包括渗压计、压力传感器和光学钻孔窥视仪，数量均为多个；

多个所述渗压计均匀设置在所述含水层和所述隔水层之间，所述压力传感器分为上下两层，设置在所述煤层的下方，在所述煤层的上方设置有三层所述光学钻孔窥视仪。

本发明所述的基于含水层模拟装置的节能减排与安全采煤实验平台，其中，所述第一裂隙带的长和宽分别为2200mm和1000mm，所述第二裂隙带的长和宽分别为1100mm和500mm，所述第三裂隙带的长和宽分别为500mm和250mm；在所述第一裂隙带中裂隙之间的间距为130-150mm，在所述第二裂隙带中裂隙之间的间距为90-110mm，在所述第三裂隙带中裂隙之间的间距为60-80mm，所有的裂隙的宽度为2.5-5.5mm，裂隙中以细中砂充填，填平。