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专利号: 2014104408132
申请人: 山东科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2023-12-11
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种急倾斜煤层矸石充填试验装置,其包括箱体,其特征在于,箱体包括左调整板、右调整板、前挡板、后挡板、下托板与上盖板,箱体为倾斜布置,下托板与水平线之间的夹角为45°-70°,下托板上方布置有顶板与底板,顶板与底板之间形成布置空间,该布置空间内布置有仿真煤层块,仿真煤层块开挖后在形成的采空区内填充有仿真矸石,该布置空间的上端设置有填充口,下端设置有开挖口;顶板与上盖板之间的箱体内填充有仿真岩层颗粒,仿真岩层颗粒的上表面布置有仿真岩层块;

上述顶板面向上盖板一侧的表面上均匀布置有多个位移传感器;开挖前位于填充口处之仿真煤层块的上端布置有一压力传感器;箱体的正面布置有高速相机,位移传感器、压力传感器、高速相机均与一数据采集器通信连接;

上述开挖口内设置有卡销,顶板与左调整板、右调整板均通过连接角板相连接;

上述箱体配置有支撑机构,该支撑机构包括四根伸缩支架,用于调整箱体的倾斜度,其中两根伸缩支架铰接在左调整板上,剩余的两根伸缩支架铰接在下托板上。

2.一种使用如权利要求1所述急倾斜煤层矸石充填试验装置的试验方法,其包括以下步骤:

A、下托板与水平线之间的夹角在45°-70°之间,上述顶板面向上盖板一侧的表面上均匀布置有多个位移传感器,在布置空间内放置多个仿真煤层块,仿真煤层块连接成串,位于填充口处之仿真煤层块的上端头黏贴有压力传感器,在开挖口处放置一个卡销,用于防止仿真煤层块体自由滑落;在顶板与上盖板之间的箱体内填充有仿真岩层颗粒,仿真岩层颗粒的上表面与填充口位置齐平,在仿真岩层颗粒的上表面布置有仿真岩层块,仿真岩层颗粒和仿真岩层块构成了煤层的上覆岩层;

B、在开挖口处移除一定长度的仿真煤层块模拟煤层开挖,同步的在填充口处充填仿真矸石模拟采空区矸石充填;高速相机对仿真矸石的运移过程进行拍照,通过对应传感器记录顶板的变形和仿真矸石对仿真煤层块的作用力;重复步骤B,直至仿真煤层块开挖完毕、采空区充填完毕。