一種用于模擬煤層開采底板承壓水導(dǎo)升的裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及煤礦監(jiān)測(cè)設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于模擬煤層開采底板承壓水導(dǎo)升的裝置，可實(shí)現(xiàn)煤層底板突水情況進(jìn)行直觀觀測(cè)。
【背景技術(shù)】
[0002]由于煤層底板隔水層處于高壓力、強(qiáng)滲流、多構(gòu)造等極其復(fù)雜的地質(zhì)環(huán)境，誘導(dǎo)底板突水因素多樣，近幾年煤礦巖溶水的突水頻率日趨上升，突水量日趨增大，因此研究煤層在采動(dòng)影響下底板水壓的變化情況，及時(shí)對(duì)底板情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)、預(yù)防，防止底板突水對(duì)采空區(qū)的破壞十分重要。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中，主要利用孫文斌的深部采動(dòng)高水壓底板突水相似模擬試驗(yàn)系統(tǒng)和馮梅梅的底板突水危險(xiǎn)性物理模擬試驗(yàn)系統(tǒng)獲得煤層開采時(shí)承壓水對(duì)底板各巖層的影響及承壓水水壓變化，但是這些方法還存在部分缺陷，如在深部采動(dòng)高水壓底板突水相似模擬試驗(yàn)系統(tǒng)中隔水層材料的強(qiáng)度及自身密封性要求嚴(yán)格，底板突水危險(xiǎn)性物理模擬試驗(yàn)系統(tǒng)不能實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)裂隙和突水通道的發(fā)育高度、水流的動(dòng)壓模擬等。因此，研制一種用于模擬承壓水上煤層開采底板突水的新裝置可為承壓水上煤礦安全回采提供正確的理論指導(dǎo)。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型提供一種用于模擬煤層開采底板承壓水導(dǎo)升的裝置，該裝置為了實(shí)現(xiàn)對(duì)承壓水的導(dǎo)升位置及突水通道形成過程的直觀觀測(cè)。
[0005]為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是:
[0006]一種用于模擬煤層開采底板承壓水導(dǎo)升的裝置，包括模擬試驗(yàn)臺(tái)、水囊及導(dǎo)升管，所述模擬試驗(yàn)臺(tái)的底座上表面的前后兩側(cè)，分別設(shè)置有前護(hù)板和后護(hù)板，前、后護(hù)板的兩端均與模擬試驗(yàn)臺(tái)的左、右立柱固定連接，形成安裝槽。所述水囊位于安裝槽內(nèi)，水囊的上方設(shè)置有多個(gè)橫向的承載螺栓，各承載螺栓連接前護(hù)板和后護(hù)板，且位于同一平面。承載螺栓上方的安裝槽內(nèi)鋪設(shè)有多塊方形木板，各木板首尾相靠且布滿整個(gè)安裝槽。所述導(dǎo)升管有多根，多根導(dǎo)升管沿安裝槽豎向均勻排布，且下端穿過木板與水囊相連相通，各導(dǎo)升管的上端封閉。每根導(dǎo)升管的一側(cè)由上到下均勻布置有多個(gè)分支管，各分支管與其連接的導(dǎo)升管相連通。
[0007]優(yōu)選地，各承載螺栓由水囊一側(cè)的護(hù)板穿過，其末端旋入水囊另一側(cè)的護(hù)板。所有承載螺栓的底部與注滿水的水囊的頂部之間具有間隙。
[0008]優(yōu)選地，各導(dǎo)升管和分支管均由軟質(zhì)的透明PVC制成，可埋入木板上方的相似材料內(nèi)，所述各分支管的末端由相似材料的一側(cè)伸出。
[0009]優(yōu)選地，所述安裝槽的底部設(shè)置有長(zhǎng)條狀的墊板，墊板位于水囊的下方，墊板的上表面具有與水囊的底部相適配的U形凹槽，所述U形凹槽延伸至墊板的兩端。
[0010]優(yōu)選地，所述水囊的外部配置有承壓水加載系統(tǒng)，承壓水加載系統(tǒng)包括進(jìn)水管、出水管及水箱，所述進(jìn)水管和出水管的一端分別與水囊相接相通，進(jìn)水管和出水管的另一端分別連接水箱。
[0011]優(yōu)選地，所述進(jìn)水管由水箱至水囊依次設(shè)置有控制閥門及穩(wěn)壓栗，位于穩(wěn)壓栗和水囊之間的進(jìn)水管上還設(shè)置有壓力表。
[0012]通過采用上述技術(shù)方案，本實(shí)用新型的有益技術(shù)效果是:本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造成本低，實(shí)用性強(qiáng)，可更加直觀觀測(cè)到承壓水的導(dǎo)升位置及突水通道的形成過程。
【附圖說明】
[0013]圖1是本實(shí)用新型一種用于模擬煤層開采底板承壓水導(dǎo)升的裝置的結(jié)構(gòu)原理示意圖。
[0014]圖2是圖1中本實(shí)用新型某一部分的結(jié)構(gòu)示意圖，示出的是水囊及導(dǎo)升管。
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說明:
[0016]結(jié)合圖1和圖2，一種用于模擬煤層開采底板承壓水導(dǎo)升的裝置，包括模擬試驗(yàn)臺(tái)
1、水囊2及導(dǎo)升管3，所述模擬試驗(yàn)臺(tái)I的底座上表面的前后兩側(cè)，分別設(shè)置有前護(hù)板4和后護(hù)板5，所述前護(hù)板4和后護(hù)板5的兩端均與模擬試驗(yàn)臺(tái)I的左立柱11和右立柱12固定連接，形成安裝槽6。所述水囊2位于安裝槽6內(nèi)，水囊2的上方設(shè)置有多個(gè)橫向的承載螺栓9，各承載螺栓9連接前護(hù)板4和后護(hù)板5的上部，且位于同一平面。各承載螺栓9由水囊2—側(cè)的護(hù)板穿過，其末端旋入水囊2另一側(cè)的護(hù)板，所有承載螺栓9的底部與注滿水的水囊2的頂部之間具有間隙。所述安裝槽6的底部設(shè)置有長(zhǎng)條狀的墊板13，墊板13位于水囊2的下方，墊板13的上表面具有與水囊2的底部相適配的U形凹槽，所述U形凹槽延伸至墊板13的兩端。所述承載螺栓9上方的安裝槽6內(nèi)鋪設(shè)有多塊方形木板7，各木板7的首尾相靠布滿整個(gè)安裝槽6。
[0017]所述導(dǎo)升管3有多根，多根導(dǎo)升管3沿安裝槽6豎向均勻排布，且下端穿過木板7與水囊2相連相通，各導(dǎo)升管3的上端封閉。每根導(dǎo)升管3的一側(cè)由上到下均勻布置有多個(gè)分支管8，各分支管8與其連接的導(dǎo)升管3相連通。各導(dǎo)升管3和分支管8均由軟質(zhì)的透明PVC制成，埋入木板7上方的相似材料內(nèi)，所述各分支管8的末端由相似材料的一側(cè)伸出。所述水囊2的外部配置有承壓水加載系統(tǒng)，承壓水加載系統(tǒng)包括進(jìn)水管14、出水管15及水箱10，所述進(jìn)水管14和出水管15的一端分別與水囊2相接相通，進(jìn)水管14和出水管15的另一端分別連接水箱10。進(jìn)水管15上由水箱10至水囊2依次設(shè)置有控制閥門16和穩(wěn)壓栗17，位于穩(wěn)壓栗17和水囊2之間的進(jìn)水管14上還設(shè)置有壓力表18。
[0018]將水囊2放置到安裝槽6內(nèi)，將承壓水加載系統(tǒng)連接到水囊2上，將控制閥門16關(guān)閉。各承載螺栓9將前護(hù)板4和后護(hù)板5的上部連接起來，在承載螺栓9鋪設(shè)木板7，使之能承受模型鋪設(shè)初期巖層的重力和鋪設(shè)的沖擊力。各導(dǎo)升管3由木板7上的孔向上伸出，保持各導(dǎo)升管3保持豎直狀態(tài)，在模擬試驗(yàn)臺(tái)I的支架內(nèi)鋪設(shè)相似材料，在鋪設(shè)相似材料的時(shí)候，應(yīng)將模擬實(shí)驗(yàn)材料壓實(shí)，使導(dǎo)升管3與分支管8通過巖層的擠壓作用閉合，待承壓水發(fā)育可在水壓作用下可形成裂隙從而將導(dǎo)升管3與分支管8導(dǎo)通。相似材料鋪設(shè)完畢后，保持與導(dǎo)升管3相連通的各分支管8的末端均伸出相似材料一側(cè)，以便于觀察。
[0019]待模型鋪設(shè)完成穩(wěn)定后可將全部承載螺栓9旋出，解除木板7和承載螺栓9共同對(duì)其上方相似材料的支撐力，各木板7與水囊2充分接觸，從而可將水囊2壓力的變化精確傳遞至上部相似材料中，還原了煤層開采時(shí)承壓水對(duì)底板各巖層的影響及承壓水水壓變化。開啟控制閥門16，調(diào)節(jié)穩(wěn)壓栗17，保持水囊2的水壓保持一定壓力。將控制閥門16打開，使水箱10內(nèi)的水進(jìn)入水囊2，調(diào)節(jié)穩(wěn)壓栗21，使其對(duì)水囊2進(jìn)行加壓，水囊2上方的導(dǎo)升管3與分支管8可根據(jù)相似材料裂隙發(fā)育的情況導(dǎo)通，從而可以觀測(cè)承壓水導(dǎo)升位置和突水通道的形成過程。
[0020]當(dāng)然，上述說明并非是對(duì)本實(shí)用新型的限制，本實(shí)用新型也并不僅限于上述舉例，本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實(shí)用新型的實(shí)質(zhì)范圍內(nèi)所做出的變化、改型、添加或替換，也應(yīng)屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于模擬煤層開采底板承壓水導(dǎo)升的裝置，包括模擬試驗(yàn)臺(tái)、水囊及導(dǎo)升管，其特征在于，所述模擬試驗(yàn)臺(tái)的底座上表面的前后兩側(cè)，分別設(shè)置有前護(hù)板和后護(hù)板，前、后護(hù)板的兩端均與模擬試驗(yàn)臺(tái)的左、右立柱固定連接，形成安裝槽;所述水囊位于安裝槽內(nèi)，水囊的上方設(shè)置有多個(gè)橫向的承載螺栓，各承載螺栓連接前護(hù)板和后護(hù)板，且位于同一平面;承載螺栓上方的安裝槽內(nèi)鋪設(shè)有多塊方形木板，各木板首尾相靠且布滿整個(gè)安裝槽;所述導(dǎo)升管有多根，多根導(dǎo)升管沿安裝槽豎向均勻排布，且下端穿過木板與水囊相連相通，各導(dǎo)升管的上端封閉；每根導(dǎo)升管的一側(cè)由上到下均勻布置有多個(gè)分支管，各分支管與其連接的導(dǎo)升管相連通。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于模擬煤層開采底板承壓水導(dǎo)升的裝置，其特征在于，各承載螺栓由水囊一側(cè)的護(hù)板穿過，其末端旋入水囊另一側(cè)的護(hù)板;所有承載螺栓的底部與注滿水的水囊的頂部之間具有間隙。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于模擬煤層開采底板承壓水導(dǎo)升的裝置，其特征在于，各導(dǎo)升管和分支管均由軟質(zhì)的透明PVC制成，可埋入木板上方的相似材料內(nèi)，所述各分支管的末端由相似材料的一側(cè)伸出。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于模擬煤層開采底板承壓水導(dǎo)升的裝置，其特征在于，所述安裝槽的底部設(shè)置有長(zhǎng)條狀的墊板，墊板位于水囊的下方，墊板的上表面具有與水囊底部相適配的U形凹槽，所述U形凹槽延伸至墊板的兩端。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于模擬煤層開采底板承壓水導(dǎo)升的裝置，其特征在于，所述水囊的外部配置有承壓水加載系統(tǒng)，承壓水加載系統(tǒng)包括進(jìn)水管、出水管及水箱，所述進(jìn)水管和出水管的一端分別與水囊相接相通，進(jìn)水管和出水管的另一端分別連接水箱。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種用于模擬煤層開采底板承壓水導(dǎo)升的裝置，其特征在于，進(jìn)水管由水箱至水囊依次設(shè)置有控制閥門及穩(wěn)壓栗，位于穩(wěn)壓栗和水囊之間的進(jìn)水管上還設(shè)置有壓力表。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種用于模擬煤層開采底板承壓水導(dǎo)升的裝置，包括模擬試驗(yàn)臺(tái)、水囊及導(dǎo)升管，所述模擬試驗(yàn)臺(tái)的底座上表面的前后兩側(cè)，分別設(shè)置有前護(hù)板和后護(hù)板，形成安裝槽。所述水囊位于安裝槽內(nèi)，水囊的上方設(shè)置有多個(gè)橫向的承載螺栓，各承載螺栓連接前護(hù)板和后護(hù)板，且位于同一平面，承載螺栓上方的安裝槽內(nèi)鋪設(shè)有多塊方形木板。所述導(dǎo)升管有多根，多根導(dǎo)升管沿安裝槽豎向均勻排布，且下端穿過木板與水囊相連相通，各導(dǎo)升管的上端封閉。每根導(dǎo)升管的一側(cè)由上到下均勻布置有多個(gè)分支管，各分支管與其連接的導(dǎo)升管相連通。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造成本低，實(shí)用性強(qiáng)，可更加直觀觀測(cè)到承壓水的導(dǎo)升位置及突水通道的形成過程。
【IPC分類】G01N33/00
【公開號(hào)】CN205301285
【申請(qǐng)?zhí)枴?br>【發(fā)明人】孔賀, 張新國(guó), 張保良, 王昌祥, 孔德志, 李楊楊, 李飛, 龐振忠, 江寧
【申請(qǐng)人】山東科技大學(xué)
【公開日】2016年6月8日
【申請(qǐng)日】2015年12月30日