[发明专利]一种煤矿井下水闸墙挡水模拟试验系统及方法

权利要求书

1.一种煤矿井下水闸墙挡水模拟试验系统，其特征在于：该系统包括供水加压系统（1）、水闸墙挡水围岩渗透装置（2）、围岩荷载装置（3）、流量测试系统（4）、数据采集系统（5）、数据存储系统（6）和供电系统（7）；

所述围岩荷载装置（3）设置在水闸墙挡水围岩渗透装置（2）内，用于模拟地层的上覆补偿荷载，所述供水加压系统（1）连接水闸墙挡水围岩渗透装置（2），用于模拟被水闸墙封堵的水体，所述流量测试系统（4）连接水闸墙挡水围岩渗透装置（2），用于测试巷道排水的瞬时流量和累计体积，所述数据采集系统（5）通过传感器采集围岩压力和孔隙水压力，并将采集到的数据通过数据存储系统（6）存入到电脑中，所述供电系统（7）连接数据采集系统（5），并根据需要确定供电电源的形式及大小。

2.根据权利要求1所述的一种煤矿井下水闸墙挡水模拟试验系统，其特征在于：所述水闸墙挡水围岩渗透装置（2）为一个顶面开口、中空的箱体，所述水闸墙挡水围岩渗透装置（2）的左侧面的中间处设置有能够观察到内部的观察窗（2-1），所述观察窗（2-1）中央偏下位置设置有排水管（2-2），所述排水管（2-2）外接流量测试系统（4）；

所述水闸墙挡水围岩渗透装置（2）的右侧面的中间处设置有供水管（2-3），所述供水管（2-3）外接供水加压系统（1）；

所述水闸墙挡水围岩渗透装置（2）的前表面和后表面上各设置有多个接口（2-4），水闸墙挡水围岩渗透装置（2）内安装有多个孔隙水压力传感器和水压力传感器，所述孔隙水压力传感器和围岩压力感器通过数据线穿过接口（2-4）与水闸墙挡水围岩渗透装置（2）外的数据采集系统（5）相连接；

所述水闸墙挡水围岩渗透装置（2）内设置有顶板围岩（2-5）和底板围岩（2-6），在顶板围岩（2-5）和底板围岩（2-6）之间形成一个巷道（2-7），在巷道（2-7）之间设置有水闸墙（2-10）。

3.根据权利要求2所述的一种煤矿井下水闸墙挡水模拟试验系统，其特征在于：所述巷道（2-7）的背水侧的底板围岩（2-6）上设置有导水槽（2-8），形成坡度将水引导至排水管（2-2）。

4.根据权利要求1所述的一种煤矿井下水闸墙挡水模拟试验系统，其特征在于：所述围岩荷载装置（3）由多个尺寸面积相等的活动钢板组成，钢板上一定高度处，经地面架上千斤顶反力支架，在钢板和反力支架之间架上与钢板数相等的液压千斤顶（8），通过液压千斤顶（8）向围岩顶面施加分布均匀的外力，用于模拟地层的上覆补偿荷载。

5.根据权利要求1所述的一种煤矿井下水闸墙挡水模拟试验系统，其特征在于：所述流量测试系统（4）包括流量积算仪（4-1）、量水箱（4-2）、排水阀门（4-3）和瞬时流量计（4-4），所述排水管（2-2）通过流量积算仪（4-1）后连接量水箱（4-2）。

6.根据权利要求1所述的一种煤矿井下水闸墙挡水模拟试验系统，其特征在于：所述供水加压系统（1）包括供水箱（1-1）、供水阀门（1-2）和水压表（1-3）。