[发明专利]无煤柱自成巷自动化开采模型试验装置与方法

权利要求书

1.无煤柱自成巷自动化开采模型试验装置，其特征在于，包括组合式反力装置、柔性加载装置、自动开采成巷装置、监测装置及智能控制中心，所述智能控制中心通过无线方式对柔性加载装置、自动开采成巷装置进行控制且能够接收、处理并储存由监测装置获得的数据；

其中，柔性加载装置能够对组合式反力装置内部的模型体进行柔性加载，包括若干设置于框架的顶部和侧面的加载油缸；所述加载油缸连接加载板，且加载板端部依次设置调整层和传力层；

自动开采成巷装置包括开采模拟装置和切缝模拟装置，开采模拟装置能够模拟巷道的掘进和工作面开采；切缝模拟装置能够对模型体进行切割以形成切缝；监测装置，设于组合式反力装置外侧，用于对试验过程中的图像及数据进行采集和储存。

2.根据权利要求1所述的无煤柱自成巷自动化开采模型试验装置，其特征在于，所述开采模拟装置包括微型采掘机，切缝模拟装置包括无线切割机或激光切割仪，微型采掘机、无线切割机或激光切割仪能够通过无线方式与智能控制中心通讯。

3.根据权利要求2所述的无煤柱自成巷自动化开采模型试验装置，其特征在于，所述监测装置包括无线监测元件和数字照相装置，其中，数字照相装置设置于组合式反力装置外侧，无线监测元件用于监测模型体状态。

4.根据权利要求3所述的无煤柱自成巷自动化开采模型试验装置，其特征在于，所述无线监测元件包括按设定要求布设的无线应变测点、无线微型压力盒、无线位移测点和无线声发射测点。

5.根据权利要求1所述的无煤柱自成巷自动化开采模型试验装置，其特征在于，所述调整层和传力层为纳米橡胶层，且调整层设置为蜂窝状。

6.根据权利要求1所述的无煤柱自成巷自动化开采模型试验装置，其特征在于，所述加载油缸通过高压油管与位于组合式反力装置外部的液压泵站相连，所述液压泵站与智能控制中心相连以实现对模型体的加载和卸压。

7.根据权利要求1所述的无煤柱自成巷自动化开采模型试验装置，其特征在于，所述组合式反力装置包括模块化反力墙和框架，模块化反力墙安装于框架内，通过多个框架形成内部为空腔的立体结构。

8.根据权利要求7所述的无煤柱自成巷自动化开采模型试验装置，其特征在于，所述框架包括顶梁、侧梁和底梁，且顶梁与底梁之间、侧梁之间连接加劲肋；相邻框架的顶梁、侧梁和底梁分别连接在一起；所述框架内侧涂抹有低摩阻材料。

9.根据权利要求7所述的无煤柱自成巷自动化开采模型试验装置，其特征在于，所述框架侧面开设开挖洞口和透视窗口，透视窗口位于开挖洞口上方。

10.无煤柱自成巷自动化开采模型试验方法，其特征在于，采用如权利要求3或4所述的试验装置，包括：

分层摊铺模型体相似材料并碾压夯实，直至填筑完成；在填筑模型体相似材料过程中，埋设无线监测元件，并架设数字照相装置；观察无线监测元件是否工作正常；

待模型体晾干后封顶，采用柔性加载装置对模型体的上表面、侧表面进行加载；在荷载达到设计地应力值后稳压设定时间，将切缝模拟装置放置在待模拟切缝部位，通过切缝模拟装置对模型体进行切割从而形成切缝；

将微型采掘机放置在开挖洞口，进行切割回采；待微型采掘机开采掘进完成后，将采集到的试验数据进行提取和处理。