[实用新型]瓦斯抽放调控隧道开挖面稳定的模拟系统

权利要求书

1.瓦斯抽放调控隧道开挖面稳定的模拟系统，其特征在于：包括模型箱(1)、处理器和设于所述模型箱(1)内的支护结构(2)，所述支护结构(2)为实心结构，支护结构(2)轴向上的两个端面为隧道开挖面(3)，所述隧道开挖面(3)的形状为上半部分为拱形，下半部分为矩形；其中一面所述的隧道开挖面(3)与模型箱(1)前侧壁相抵，另一面隧道开挖面(3)周围设有若干个应变片(12)；所述模型箱(1)前侧壁上与隧道开挖面(3)对应的位置设有一个贯穿其前后端面的隧道开挖口(4)；所述支护结构(2)外表面设有若干个土压力盒(10)，所述模型箱(1)内表面设有若干个位移传感器(11)，模型箱(1)顶部设有若干个连通模型箱(1)内部空间和外部空间的瓦斯通气阀(9)；所述模型箱(1)外设有瓦斯抽放泵(8)和气体加压泵(7)，模型箱(1)内填充有岩土模拟材料，所述气体加压泵(7)通过管道与所述瓦斯通气阀(9)连接；所述瓦斯抽放泵(8)用于在隧道开挖面(3)上钻出抽放钻孔后，瓦斯抽放泵(8)通过管道与抽放钻孔连接，瓦斯抽放泵(8)与气体加压泵(7)处的管道上均设有瓦斯流量计(13)；所述土压力盒(10)、位移传感器(11)、瓦斯流量计(13)和应变片(12)分别与处理器连接，其中：

土压力盒(10)用于测量模拟过程中支护结构表面压力变化，并将其传输到处理器；

位移传感器(11)用于测量模拟前后隧道开挖面(3)的水平位移数据和支护结构的变形量数据，并将其传输到处理器；

应变片(12)用于测量模拟过程中隧道开挖面(3)的应力大小，并将其传输到处理器；

瓦斯流量计(13)用于测量通过气体加压泵(7)和瓦斯抽放泵(8)的瓦斯流量数据，并将其传输到处理器；

处理器连接有显示器，用于接收土压力盒(10)、位移传感器(11)、瓦斯流量计(13)和应变片(12)传输的数据并通过显示器显示出来。

2.根据权利要求1所述的瓦斯抽放调控隧道开挖面稳定的模拟系统，其特征在于：所述隧道开挖口(4)与所述隧道开挖面(3)形状一致，隧道开挖口(4)处设有辅助钻孔装置(5)；所述辅助钻孔装置(5)形状与所述隧道开挖口(4)形状一致，辅助钻孔装置(5)上设有若干个贯穿辅助钻孔装置(5)的预设钻孔(6)。

3.根据权利要求2所述的瓦斯抽放调控隧道开挖面稳定的模拟系统，其特征在于：所述模型箱(1)外连接有导轨(19)，所述导轨(19)设于隧道开挖口(4)处，所述辅助钻孔装置(5)设于导轨(19)的滑槽上并能沿滑槽滑动。

4.根据权利要求3所述的瓦斯抽放调控隧道开挖面稳定的模拟系统，其特征在于：所述辅助钻孔装置(5)底部设有安装板(20)，所述安装板(20)上设有固定孔，所述导轨(19)的滑槽上设有螺孔(21)。

5.根据权利要求3所述的瓦斯抽放调控隧道开挖面稳定的模拟系统，其特征在于：所述模型箱(1)、管道和导轨(19)均采用防爆型材料制成。

6.根据权利要求1所述的瓦斯抽放调控隧道开挖面稳定的模拟系统，其特征在于：所述模型箱(1)为双层结构，模型箱(1)内层设有若干个通气孔(18)。

7.根据权利要求6所述的瓦斯抽放调控隧道开挖面稳定的模拟系统，其特征在于：所述模型箱(1)的顶板可移动，顶板与模型箱(1)侧壁之间设有密封垫，模型箱(1)顶部设有反力装置，所述反力装置包括反力拉杆(17)和千斤顶(16)，所述反力拉杆(17)固定于模型箱(1)外，所述千斤顶(16)设于反力拉杆(17)上，所述千斤顶(16)的伸缩杆与模型箱(1)的顶板相抵。

8.根据权利要求1所述的瓦斯抽放调控隧道开挖面稳定的模拟系统，其特征在于：还包括若干根支护架(14)，所述支护结构(2)通过支护架(14)固定在所述模型箱(1)内。