[发明专利]一种采空区积水相似模拟试验装置

说明书

本发明公开一种采空区积水相似模拟试验装置，包括外框机构、夯实机构、铺洒机构、开采面模拟机构和注水机构，所述外框机构的正面两侧和背面两侧均设置有压紧密封机构，所述外框机构的正面和背面分别通过压紧密封机构密封固定有机玻璃板，所述外框机构内设置有岩层模拟材料，所述开采面模拟机构和所述注水机构均预埋在所述岩层模拟材料内，所述夯实机构固定在所述外框机构的顶部。本发明，通过设置夯实机构，能够利用液压缸的下压力，对岩层模拟材料压实，且夯实的程度可以通过控制液压缸的下压力控制，实现夯实程度可控；通过设置铺洒机构，能够将云母粉均匀的铺洒在岩层模拟材料上，保证各模拟岩层间的云母粉厚薄一致。

技术领域

本发明涉及采空区积水相似模拟试验技术领域。具体地说是一种采空区积水相似模拟试验装置。

背景技术

煤矿开采后遗留大规模采空区，形成不良地基，这些采空区在井下停止采动后的短时间内处于一个相对稳定的状态，在积水作用下，会导致覆岩区域“活化”，出现不均匀的沉降，对上方地表建筑物等带来一定的危害；研究覆岩“活化”后移动与变形、应力、裂缝、塑性区、采空三角区变化规律需要进行一定的模型模拟试验，在利用模型试验时，各个模拟覆岩层之间需要铺洒云母粉模拟岩层层理，手工铺洒时，存在铺洒不均匀的问题，在一定程度上影响试验数据；各岩层模拟材料需要进行夯实，实际岩层之间的接触面存在多种形态，人工夯实难以模拟真实的岩层形态。

发明内容

为此，本发明所要解决的技术问题在于提供一种铺洒云母粉均匀、提高模拟岩层形态效果的一种采空区积水相似模拟试验装置。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种采空区积水相似模拟试验装置，包括外框机构、夯实机构、铺洒机构、开采面模拟机构和注水机构，所述外框机构的正面两侧和背面两侧均设置有压紧密封机构，所述外框机构的正面和背面分别通过压紧密封机构密封固定有机玻璃板，所述外框机构内设置有岩层模拟材料，所述开采面模拟机构和所述注水机构均预埋在所述岩层模拟材料内，所述夯实机构固定在所述外框机构的顶部，所述铺洒机构设置在所述外框机构内且位于所述铺洒机构的下方。

上述一种采空区积水相似模拟试验装置，所述外框机构包括底座、侧立板、横梁和托架，所述底座的两侧均固定连接有所述侧立板，所述横梁的两端分别与两个所述侧立板的侧壁固定连接，所述托架固定连接在所述横梁的底部，所述托架的一端伸出所述外框机构；所述夯实机构固定连接在所述横梁的顶部，所述铺洒机构搭接在所述托架上。

上述一种采空区积水相似模拟试验装置，两个所述侧立板的相对面两侧均固定连接有内挡板和外挡板；所述压紧密封机构包括第一螺杆、第一螺母、固定板和密封垫，所述第一螺母固定连接在所述外挡板的外侧壁上，所述第一螺杆螺纹连接在所述第一螺母内，所述第一螺杆的第一端与所述固定板的外侧壁转动连接，所述固定板的一端固定连接有导向块，所述侧立板的侧壁上开设有滑槽，所述导向块滑动连接在所述滑槽内，所述密封垫贴合在所述外挡板的内侧壁上和所述底座的内侧壁上，所述密封垫的侧壁上设置有突出的密封筒，所述密封筒套在所述第一螺杆的表面，所述密封筒的第一端与所述固定板的内侧壁密封贴合，所述密封筒的第二端与所述密封垫的侧壁密封连接；所述有机玻璃板的外侧壁与所述密封垫贴合，所述固定板的外侧壁压紧在所述有机玻璃板的内侧壁上；所述固定板的内侧壁上抵顶有支撑板，所述支撑板的两侧分别与两个所述侧立板侧壁上的内挡板外侧壁搭接，所述支撑板的底部搭接在所述底座的内壁底部上；所述岩层模拟材料设置在两个所述支撑板之间。

上述一种采空区积水相似模拟试验装置，所述夯实机构包括支撑导轨、滑块、托板、液压缸和振击组件，所述托板的两端底部均固定连接有所述滑块，所述滑块滑动连接在所述支撑导轨上，所述液压缸垂直固定连接在所述托板的顶部，所述支撑导轨的一侧设置有丝杆，所述丝杆两端的光杆部分均设置有丝杆支座，所述丝杆支座与所述支撑导轨的侧壁固定连接，所述丝杆的表面螺纹连接有第二螺母，所述第二螺母的一侧与所述滑块的侧壁固定连接，所述丝杆的一端传动连接有第一电机，所述液压缸的活塞杆端部与所述振击组件的顶部固定连接；所述支撑导轨的两端均设置有固定螺栓，所述支撑导轨通过固定螺栓与所述外框机构的顶部固定连接。