[实用新型]一种模拟煤层开采装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种模拟煤层开采装置。

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

本发明提供一种模拟煤层开采装置，结构简单，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：一种模拟煤层开采装置，包括模型架，所述的模型架上水平设置一组橡胶液力袋，橡胶液力袋的上面铺设上覆岩层；每个橡胶液力袋上均设有进液口和出液口，橡胶液力袋的进液口通过管道依次连接单向阀、扩展快速开关、泵、液体箱，橡胶液力袋的出液口通过管道依次连接球阀和储液箱。

所述的扩展快速开关为包括一个入口开关和多个出口开关，扩展快速开关的进液口通过管道与泵连接，扩展快速开关的出液口分别通过管道与一组橡胶液力袋连通，扩展快速开关通过管道与储液箱连通。

所述的橡胶液力袋为长方形的双层布袋结构，橡胶液力袋的一侧伸出设有带进液口的进液管道和带出液口的出液管道。

所述的橡胶液力袋与单向阀之间的管道上设有压力表。

所述的橡胶液力袋上、下表面分别设置一个不锈钢板。

所述的橡胶液力袋的四个角以及分别与进液管道、出液管道的连接处均设置为弧形结构。

本发明可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。

本发明结构简单、使用方便，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。本发明可以多次重复使用，适用于各种类型的模型架。

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

实施例：如图1－4所示，一种模拟煤层开采装置，包括模型架，模型架上水平设置一组橡胶液力袋3，橡胶液力袋3的上面铺设上覆岩层；每个橡胶液力袋3上均设有进液口8和出液口9，橡胶液力袋3的进液口8通过管道依次连接单向阀5、扩展快速开关1、泵6、液体箱7，橡胶液力袋3的出液口9通过管道依次连接球阀2和储液箱。橡胶液力袋3与单向阀5之间的管道上设有压力表4。橡胶液力袋3为长方形的双层布袋结构，橡胶液力袋3的一侧伸出设有带进液口8的进液管道10和带出液口9的出液管道11。橡胶液力袋3的四个角以及分别与进液管道10、出液管道11的连接处均设置为弧形结构。

扩展快速开关为包括一个入口开关和多个出口开关，扩展快速开关1的进液口通过管道与泵6连接，扩展快速开关1的出液口分别通过管道与一组橡胶液力袋3连通，扩展快速开关1通过管道与储液箱连通。

具体实施时，为了能实现较好的效果，用特殊材料加工而成的橡胶液力袋具有一定的形状且厚度很小，为限制橡胶液力袋上下表面变形，将橡胶液力袋放到一个与煤层开采厚度（m）及煤层开采进度（b）一致的双层布袋中，然后在布层间对应于橡胶液力袋上下表面各放一个毫米厚的不锈钢板。用一定强度的胶管将橡胶液力袋、压力表、单向阀、泵站、球阀连在一起，组建一个橡胶液力袋模拟煤层开采装置。具体操作步骤如下：

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

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