[发明专利]一种橡胶液力袋模拟煤层开采方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种橡胶液力袋模拟煤层开采方法。

背景技术

为研究有用矿物采出后受采动影响岩体的变形、移动和破坏规律，常采用相似比一定的相似模拟试验于试验室对其进行定性分析。在试验室中，模拟煤层开采有一定的局限性，特别是在模拟煤层重复开采时，多种外界影响因素会破坏岩体移动变形规律。通过调查发现，曾有人用锯条、木板、电钻等来模拟煤层开采，容易造成采空区上覆岩层移动变形规律失真（与相关理论不相符）、试验模型垮塌等现象，不仅造成了一定的经济损失，还浪费了试验人员的大量时间。虽然相似模拟试验是研究矿山压力的一种有效方法，但现今在模拟煤层开采时几乎还是以前的老办法。

发明内容

本发明提供一种橡胶液力袋模拟煤层开采方法，能够更好地模拟煤层的开采，从而更好地掌握煤层开采前后的压力变化。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种橡胶液力袋模拟煤层开采方法，用胶管将橡胶袋液力袋、压力表、单向阀、泵站、球阀连在一起，组建一个密闭的橡胶液力袋模拟煤层开采系统，具体包括以下步骤：

（1）根据煤质属性及相似比，配制一定浓度的液体，并检查液体流通管路是否泄漏；

（2）在把橡胶袋液力袋放到模型架上之前，先充入一定量的液体，确保橡胶袋液力中无空气残留；然后将一组橡胶液力袋水平设置在模型架上，打开进口开关，依次充入液体，并确保橡胶袋液力袋的上表面在一个水平面上；

（3）在橡胶袋液力袋上依次铺设性质不同的岩层，完成相似试验模型；待模型晾干后，对其进行开挖，即开采煤层；根据试验人员设计要求，打开球阀，放出橡胶袋液力袋中的液体，然后观察不同情况下的岩层移动变形规律及压力表读数，并做下记录；

（4）对试验结果进行总结，绘制压力表压力变化曲线，能间接反映出在开采过程中未采煤层中的压力变化；若要进行分层开采，可以依据开采量进行放液，研究重复开采对岩层移动变形规律的影响。

所述的橡胶液力袋所能承受的压强大于等于(2～2.5)γH/ C_l，其中γ为模型中上覆岩层的平均容重，H为煤层埋藏深度，C_l为模拟试验的几何相似比；橡胶液力袋的长度等于模型架的宽度，橡胶液力袋的宽度等于模拟煤层开采过程中每次推进的距离；为限制橡胶袋上、下表面变形，将橡胶袋放到一个宽度相同、高度略大于煤层开采厚度的双层布袋中，然后在双层布袋的布层间对应于橡胶袋上、下表面各放一个1毫米厚的不锈钢板，在充满液体的情况下，其变形量不大于1毫米。

所述的橡胶液力袋包含三种，即高压强橡胶液力袋、中等压强橡胶液力袋、低压强橡胶液力袋，并根据不同强度的橡胶液力袋需配置强度不同的双层布袋。

所述的双层布袋采用抗拉、抗腐蚀的布袋。

本发明用充满液体且具有一定压力的橡胶袋来模拟煤层。根据所采煤层尺寸及试验人员每次开采进度，将充满液体、大小相同的橡胶袋平放到模型架上，使其上表面在一个水平面上，然后再依次铺上上覆岩层。每个橡胶袋上都有一个进出水口及一个压力表，要开采煤层时，只需依次打开橡胶袋，在橡胶袋的收缩力作用下，液体流出，根据压力表的读数，可掌握煤层开采前后的压力变化。另外，可以根据煤层开采厚度，限制液体的流出量，进而实现煤层的分层开采。

本发明的方法简单方便，可以节省试验人员大量时间，提高了工作效率。经过样品试验，其试验结果非常理想，避免了多种影响因素。

附图说明

图1为本发明的液压回路图；

图2为橡胶液力袋的主视图；

图3为橡胶液力袋的左视图；

图4为橡胶液力袋的俯视图。

具体实施方式