[实用新型]一种煤炭采空区水渗流模拟装置

说明书

本实用新型公开了矿井水文地质技术领域的一种煤炭采空区水渗流模拟装置，包括框架，框架的内腔自下而上分别设有煤层、冒落区和覆岩，框架的左侧顶部和底部分别设有上进水口和下进水口，上进水口距离冒落区的顶面大于等于煤层的厚度，框架的右侧底部设有出水口，且出水口上设有滤网，冒落区和煤层的外壁包裹有温度调控硬件，温度调控硬件上通过电源线电性连接有温度控制系统；本实用新型通过温度调控硬件将冒落区的温度调节至相似材料在水理学上相似的温度，兼容模拟煤炭开采和采空区水渗流，采空区水渗流可视化，非亲水材料和亲水材料混合使用，应用范围更广，采空区模拟提高了准确性。

技术领域

本实用新型涉及矿井水文地质技术领域，具体涉及一种煤炭采空区水渗流模拟装置。

背景技术

煤炭开采造成地下水、地表水进入采空区，采空区积水是重大的水害危险源。另外，有限的水资源积留在采空区内，但分布不清楚，水资源利用存在问题。但由于煤炭开采完成形成采空区后，为防治各类灾害就进行了密封，因此采空区内水渗流规模无法直接观测。鉴于此，采空区水渗流模拟成为研究采空区水渗流的主要途径，但目前的模拟装置主要存在以下问题：

(1)由于现有的模拟材料有亲水特性，容易发生剧烈崩解，无法让大量的水进入模拟区域。

(2)模拟材料为非透明材料，无法观测到水的渗流过程。

(3)常规煤炭开采模拟装置关注上覆岩层裂隙发展和移动，不关注采空区最关键的冒落特性。

(4)常规的模拟装置煤炭开采过程中对材料的力学相似性和煤炭开采后的采空区渗流相似性无法兼容。

基于此，本实用新型设计了一种煤炭采空区水渗流模拟装置，以解决上述问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种煤炭采空区水渗流模拟装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种煤炭采空区水渗流模拟装置，包括框架，所述框架的内腔自下而上分别设有煤层、冒落区和覆岩，所述框架的左侧顶部和底部分别设有上进水口和下进水口，所述上进水口距离所述冒落区的顶面大于等于所述煤层的厚度，所述框架的右侧底部设有出水口，且出水口上设有滤网，所述冒落区和煤层的外壁包裹有温度调控硬件，所述温度调控硬件上通过电源线电性连接有温度控制系统。

优选的，所述框架的底面设有一定的倾角，且倾角为1°～3°。

优选的，所述覆岩由大白粉、石膏、水和砂子搅拌铺设晾干构成。

优选的，所述冒落区由无定型硅、石英砂、石膏和水搅拌铺设晾干构成。

优选的，所述煤层由大白粉、石膏、墨汁、水和砂子搅拌铺设晾干构成。

优选的，所述上进水口和下进水口进入的水中含有带示踪颜色的离子。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1)兼容模拟煤炭开采和采空区水渗流；

2)采空区水渗流可视化；

3)非亲水材料和亲水材料混合使用，应用范围更广；

4)采空区模拟提高了准确性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型结构示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：