[发明专利]适用于煤层回采及充填模拟的试验系统和方法

权利要求书

1.适用于煤层回采及充填模拟的试验系统，其特征在于，包括：

包括反力框架，用于形成模型制作空间及提供加载反力；

基座，用于支撑反力框架及布置回采装置；

回采装置，用于实现回采、充填及充填物密实沉降的全过程模拟;

所述反力框架包括反力梁、支撑底梁、开挖横条及液压油缸；所述反力梁为所述反力框架的主体部分，用于形成模型制作空间及提供加载反力；所述支撑底梁位于所述反力梁的底部，所述支撑底梁与模型接触面镂空处理，用于布置所述回采装置；所述开挖横条布置于所述反力框架前面，试验过程中可拆除某条所述开挖横条，通过人工或者简易机械方式实现该位置煤层回采模拟；所述液压油缸布置于所述反力框架侧部，用于模拟地应力加载。

2.根据权利要求1所述的适用于煤层回采及充填模拟的试验系统，其特征在于，所述基座顶面与所述反力框架底面相接触，支撑所述反力框架，所述基座上设置下挖槽，所述下挖槽的深度与所述回采装置相对应。

3.根据权利要求1所述的适用于煤层回采及充填模拟的试验系统，其特征在于，所述回采装置自上而下分别为支撑板、螺杆及支架，回采装置设置于反力框架底部的基座下挖槽内，多块小尺寸的所述支撑板拼接布置于所述支撑底梁镂空位置，所述支撑板上表面与所述支撑底梁上表面平齐；每块所述支撑板下方对应布置两根所述螺杆，所述螺杆下方通过螺纹安装于所述支架上；所述支架的板面上设置多个螺纹孔，用于布置所述螺杆；通过转动所述螺杆可带动所述支撑板上升或者下降。

4.根据权利要求3所述的适用于煤层回采及充填模拟的试验系统的试验方法，其特征在于，包括如下内容：

模型制作之前，根据试验方案的煤层厚度，转动所述螺杆，带动多块较小所述支撑板整体上升与煤层厚度一致的高度，用于间接模拟模型底部煤层铺设；在所述反力框架内完成煤层模型铺设；通过所述液压油缸加载地应力；

如需开采模型中部煤层，取下相应位置的所述开挖横条，便可通过人工或者机械方式进行模拟该位置煤层回采；

如需开采模型底部煤层，按照开采方案的工作面方向及回采方向依次旋转对应位置的所述螺杆，带动所述支撑板按照工作面方向及回采方向依次下降指定高度，从而模拟回采过程；

如需模拟模型底部煤层采空区充填，按照充填方案中的充填方式及方向，依次旋转对应位置的所述螺杆，带动所述支撑板按照充填方式及方向依次上升指定高度，从而模拟采空区充填过程；

为了模拟采空区充填物沉降压实过程，根据充填物的性质及压实过程，缓慢旋转所述螺杆，带动所述支撑板缓慢微量降低，从而模拟充填物的沉降过程。