[实用新型]煤矿老采空区冒落带破碎岩体二次变形压实模拟实验装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种模拟实验装置，涉及一种煤矿老采空区冒落带破碎岩体二次变形压实模拟实验装置。

背景技术

煤炭资源的地下开采必然形成采空区和上覆岩体的冒落。实践证明，煤层在开采结束后经过了长时间自然压实,采空区及其上覆岩体会逐渐压实稳定，但是实际上冒落带中依然存在大量残留裂隙空间。

当整个矿井开采结束或矿中的某个开采水平开采结束后，开采区内的地下水位会逐渐恢复。有些已基本稳定的沉陷区下部采空区岩体因地下水的作用，有可能会使原本处于相对平衡状态下的区域出现“活化”，使裂隙带岩体再软化压密，上覆岩体产生二次变形导致采空区上方地表出现二次沉陷，从而危及老采空区上方建(构)筑物的安全。老采空区因后期充水、荷载作用下导致冒落岩体软化后受压变形是老采空区“活化”的特征之一。为了研究老采空区的“活化”机理，研究采空区在荷载和充水条件下破碎岩体二次变形的规律，同时对于合理利用老采空区上方采煤塌陷区土地资源，提高土地利用率、缓解矿区土地资源紧张局面和保障老采空区上方地表建筑物安全方面具有重要指导意义。

实用新型内容

本实用新型提供一种煤矿老采空区冒落带破碎岩体二次变形压实模拟实验装置，其探究采空区冒落带破碎岩体在不同荷载量和充水条件下的变形规律，借助该模拟实验装置可以研究冒落带破碎岩体二次变形规律，有效指导采空区上方土地二次利用工作。本实用新型属于一种模拟在覆岩荷载和老采空区充水条件下煤矿老采空区冒落带破碎岩体二次变形环境的实验设备。

本实用新型是这样实现的，一种煤矿老采空区二次变形压实模拟实验装置，其包括缸体、支架、第一端盖、阀门、液压柱塞、第二端盖、位移传感器、若干压力传感器、控制器、液压泵；该缸体安装在该支架上，该缸体的一端安装有该第一端盖，该缸体的另一端安装有该液压柱塞，该第一端盖与该液压柱塞密封住该缸体的两端使该缸体内部形成第一密封腔，该第一密封腔收容待模拟岩体，该若干压力传感器分布在该待模拟岩体上，该若干压力传感器的引线穿过该第一端盖与该控制器电性连接，该阀门安装在该第一端盖上以对该第一密封腔内注水；该液压柱塞的一端收容在该缸体内且为封闭端，该液压柱塞的另一端安装有该第二端盖，该第二端盖密封该液压柱塞使该液压柱塞内部形成第二密封腔，该第二密封腔收容液压油，该液压泵电性连接该控制器并向该第二密封腔内注液压油以提供油压，该位移传感器安装在该第二端盖背向该第二密封腔的一侧上且电性连接该控制器。

作为上述方案的进一步改进，该缸体呈圆柱型而能相对该支架0-180度旋转。

本实用新型通过模拟在荷载和充水条件下采空区冒落带破碎岩体二次变形环境得出：不同荷载下冒落带破碎岩体应力应变规律；同一荷载下变形稳定后，在不同注水量条件下破碎岩体应力应变规律。

附图说明

图1为本实用新型较佳实施方式提供的煤矿老采空区二次变形压实模拟实验装置的工作原理框图。

图2为本实用新型较佳实施方式提供的煤矿老采空区二次变形压实模拟实验装置的结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

请一并参阅图1及图2，本实用新型较佳实施方式提供的煤矿老采空区二次变形压实模拟实验装置包括缸体1、支架7、第一端盖2、阀门3、液压柱塞4、第二端盖5、位移传感器8、若干压力传感器（图未示）、控制器（图未示）、液压泵（图未示）。

1.取样装置

缸体1的一端安装有第一端盖2，缸体1的另一端安装有液压柱塞4，该第一端盖2与该液压柱塞4密封住该缸体1的两端使该缸体1内部形成第一密封腔，该第一密封腔收容待模拟岩体，从而缸体1、第一端盖2、液压柱塞4共同构成取样装置，该第一密封腔就是该取样装置的载物区，该取样装置构成模型主体。缸体1安装在支架7上，缸体1可呈圆柱型而能相对该支架7进行0-180度范围内的旋转。

2.注水装置

阀门3安装在第一端盖2上以对该第一密封腔内注水，本实施方式中，阀门3采用快开式阀门，通过进水管与该第一密封腔内连通。安装在第一端盖2上的阀门3构成该注水装置，该注水装置通过缸体1的前端排放盖（即第一端盖2）中间的快开式阀门向进水管提供水。

3.压式装置