[发明专利]一种可调压高精度固--液耦合物理相似材料模拟装置

说明书

本发明提供的一种可调压高精度固‑‑液耦合物理相似材料模拟装置，通过出水软管滑动安装在模型内，实现含水层高度的自由调整；通过上部支撑腿和下部支撑腿的伸缩式结构，实现含水层给水压力的自由调整；本模拟装置实现了固‑‑液耦合物理相似材料模拟实验装置的含水层高度的可调和给水压力的可调，并利用模型自有的模拟装置准确模拟实际开采高度，保证模拟效果，拓宽了沿空留巷的应用范围，可以更好的为厚煤层、多煤层下保水开采研究提供方法；本发明操作简单，使用方便，实用范围广；可拓宽固—液耦合实验的使用范围，有利于研究厚煤层、多煤层开采过程中保水的问题。

技术领域

本发明属于矿山工程技术领域，具体涉及一种可调压高精度固--液耦合物理相似材料模拟装置。

背景技术

随着煤炭资源的大量开采及使用，对生态环境行成了巨大的压力。例如陕北侏罗纪煤田，煤层埋藏浅，厚度大，层数多，使得煤炭资源开采后地下水疏放十分严重，尤其是对地下萨拉乌苏组生态含水层造成了严重的威胁甚至破坏。

地下水资源是宝贵的生命资源，一旦破坏，恢复可能需要几十年甚至上百年的时间，这对当地的生态环境是毁灭性的。所以需要在含水层被破坏前做足够的研究，以便在回收煤炭资源的同时更好的保护地下水资源。通过实验室模拟手段可很好的研究现场开采后地层的移动变形及破坏形态，仿真实际开采过程，提前调整回采方法及工艺，以实现保水开采的目的。

现有的固—液物理相似材料模型主要存在以下问题和不足：

1、大多数物理相似模拟模型架不能进行固—液耦合实验；

2、现有的固—液物理相似材料模型架不可以根据含水层高度来调整供水高度；

3、现有的固—液物理相似材料模型架不能调整给水压力；

4、现有的固—液物理相似材料模型架不能有效直观的监测流量及流速，无法准备判断实验过程中水的漏失形态；

5、模拟开采过程中经常有顶板材料漏出，变相的造成模拟开采高度大于实际开采高度。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于超高巷道沿空留巷的支护装置，解决了现有技术中存在的不足。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

本发明提供的一种用于超高巷道沿空留巷的支护装置，包括模型、出水软管、水箱、下部支撑腿、上部支撑腿和可变开采条，其中，所述模型为U型结构；所述出水软管滑动安装在所述U型结构的空腔内；所述出水软管与水箱连通；所述可变开采条活动安装在模型的底面，且置于出水软管的下方；水箱固定在上部支撑腿上，所述上部支撑腿与下部支撑腿之间呈伸缩式结构连接。

优选地，所述模型包括模型底面、模型右侧面和模型左侧面，其中，模型底面为平板结构；模型右侧面和模型左侧面的结构相同，均为槽钢结构；模型右侧面和模型左侧面对称布置在模型底面的两端；且模型右侧面和模型左侧面的槽口相背布置。

优选地，所述模型的底面沿其长度方向布置有若干个安装孔，所述安装孔内安装有调高螺杆，所述调高螺杆上套装有可变开采条，可变开采条通过调高螺母与调高螺杆螺纹连接进行紧固。

优选地，所述可变开采条和调高螺杆之间设置有定向环。

优选地，所述模型两侧边的底面的外壁上均开设有滑槽，所述滑槽滑动连接有活动钢板，所述活动钢板的中心开设有圆孔，所述两个圆孔之间通过衔接钢管连接；所述出水软管布置在衔接钢管内。

优选地，所述出水软管上套装有出水软管套管。

优选地，所述模型上还是有用以模型材料的限位固定的限位结构，所述限位结构与U型结构的模型形成框架结构。

优选地，所述限位结构包括两个槽钢支撑板，两个槽钢支撑板对称布置在U型结构的两侧，与模型之间形成框架结构。