[发明专利]煤层开采模拟实验装置及其制作方法和操作方法

权利要求书

1.一种煤层开采模拟实验装置，其特征在于，包括试验箱，所述试验箱由底板、侧板和顶盖组成；

在所述底板上铺设有底板岩层；

在所述底板岩层上铺设有煤层，在所述煤层中设置有应力传感器和位移传感器；在所述煤层的一端设置有切眼，所述切眼通过排水通道与排水沟连通；

在所述煤层上铺设有间隔岩层；

在所述间隔岩层的上方铺设有隔水层；

在所述隔水层上铺设有能够透水的含水层，在所述含水层上设置有注水管，在所述含水层的一侧还设置有用于监测所述含水层中的水位的水位计；

在所述含水层的上方铺设有表土层；

在所述表土层的上方设置有用于向所述表土层施加压力的加压装置。

2.根据权利要求1所述的煤层开采模拟实验装置，其特征在于，所述含水层为透水混凝土层。

3.根据权利要求2所述的煤层开采模拟实验装置，其特征在于，所述透水混凝土层中具有多个透水孔。

4.根据权利要求2或3所述的煤层开采模拟实验装置，其特征在于，透水混凝土层由粗骨料、水泥和水按照预设比例制作而成。

5.根据权利要求1-3中任一所述的煤层开采模拟实验装置，其特征在于，在所述含水层的表面上涂覆有至少一层水泥砂浆层。

6.根据权利要求1-3中任一所述的煤层开采模拟实验装置，其特征在于，在所述隔水层的上表面上涂覆有至少一层水泥砂浆层。

7.根据权利要求1所述的煤层开采模拟实验装置，其特征在于，所述底板倾斜延伸；

在从所述底板上远离所述切眼的后端至靠近所述切眼的前端的方向上，所述底板的高度逐渐降低。

8.根据权利要求7所述的煤层开采模拟实验装置，其特征在于，所述排水沟平行地布置在所述底板的一侧，且所述排水沟的倾斜方式与所述底板的倾斜方式一致；

所述切眼与所述排水沟垂直；

所述排水通道包括与所述切眼连通的多条排水管和布置在所述切眼一侧的导水槽，每条所述排水管分别与所述导水槽连通，所述导水槽与所述排水沟连通。

9.根据权利要求1所述的煤层开采模拟实验装置，其特征在于，所述注水管位于所述含水层上远离所述切眼的一端，且所述注水管穿过所述表土层。

10.根据权利要求1所述的煤层开采模拟实验装置，其特征在于，所述加压装置包括加压气囊和用于向所述加压气囊充气的充气泵。

11.根据权利要求10所述的煤层开采模拟实验装置，其特征在于，在所述加压气囊处于展开状态时，所述加压气囊的下部完全覆盖住所述表土层的上表面，所述加压气囊的上部与所述顶盖接触，所述加压气囊的侧部与所述侧板接触。

12.根据权利要求1所述的煤层开采模拟实验装置，其特征在于，

处于初始状态的所述含水层中含有第一预设阈值的水；

当所述含水层中的水位低于第二预设阈值时，通过所述注水管持续向所述含水层中注入水，其中，所述第二预设阈值小于所述第一预设阈值。

13.根据权利要求1所述的煤层开采模拟实验装置，其特征在于，在所述煤层中还设置有湿度传感器。

14.根据权利要求13所述的煤层开采模拟实验装置，其特征在于，在所述煤层中均布多个所述应力传感器、多个所述位移传感器和多个所述湿度传感器。