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原文传递煤矿采空区遗煤运移模拟实验系统及实验方法

专利名称：	煤矿采空区遗煤运移模拟实验系统及实验方法
摘要：	本发明公开一种煤矿采空区遗煤运移模拟实验系统及实验方法，实验系统包括压板、实验箱、以及多个煤层模拟板，实验箱为上部敞口的长方箱体，压板放置在实验箱的敞口上部，试验箱其中一组相对的两个侧面上对应开设多组孔槽；每个煤层模拟板穿过一组孔槽并放置在实验箱内，在实验箱内每一煤层模拟板的两侧布设预留模拟煤柱层，在实验箱内的其他空间充填多层岩体模拟层。本发明实现单层或多层采空区在煤层开采过程中遗煤运移规律的物理模拟，通过视频记录整个模拟过程中煤层采动过程中所留煤柱或煤岩层的变化情况，确定该采空区内遗煤运移规律，从而有效提高对煤矿采空区煤自燃危险区域的判定准确率，最终为煤矿煤自燃防治技术的实施提供更好的依据。
专利类型：	发明专利
申请人：	神华神东煤炭集团有限责任公司
发明人：	赵美成;宋小林;叶庆树;唐明云;安世岗;聂士斌;贺安民;李鹏
专利状态：	有效
申请日期：	1900-01-20T00:00:00+0805
发布日期：	1900-01-20T21:00:00+0805
申请号：	CN201911359907.6
公开号：	CN111044707A
代理机构：	北京邦信阳专利商标代理有限公司
代理人：	黄泽雄
分类号：	G01N33/24;G;G01;G01N;G01N33;G01N33/24
申请人地址：	719315 陕西省榆林市神木县大柳塔镇神东煤炭集团新办公楼318室
主权项：	1.一种煤矿采空区遗煤运移模拟实验系统，其特征在于，包括压板(2)、实验箱(3)、以及多个煤层模拟板(4)，所述实验箱(3)为上部敞口的长方箱体，所述压板(2)放置在所述实验箱(3)的敞口上部，所述试验箱(3)其中一组相对的两个侧面上对应开设多组孔槽(31)；每个所述煤层模拟板(4)穿过一组所述孔槽(31)并放置在所述实验箱(3)内，在实验箱(3)内每一所述煤层模拟板(4)的两侧布设预留模拟煤柱层(5)，在实验箱(3)内的其他空间充填多层岩体模拟层(6)。 2.根据权利要求1所述的煤矿采空区遗煤运移模拟实验系统，其特征在于，所述煤层模拟板(4)高度与该每层模拟板(4)两侧的所述预留模拟煤柱层(5)的高度一致。 3.根据权利要求1所述的煤矿采空区遗煤运移模拟实验系统，其特征在于，所述实验箱(3)为透明箱体。 4.根据权利要求1所述的煤矿采空区遗煤运移模拟实验系统，其特征在于，还包括设置在所述岩体模拟层(6)与所述压板(2)之间的模拟松散土层(7)。 5.根据权利要求1所述的煤矿采空区遗煤运移模拟实验系统，其特征在于，所述煤层模拟板(4)的宽度小于所穿过孔槽(31)的宽度，所述煤层模拟板(4)的高度小于所穿过孔槽(31)的高度。 6.根据权利要求1所述的煤矿采空区遗煤运移模拟实验系统，其特征在于，还包括对所述实验进行拍摄的拍摄装置。 7.根据权利要求1至6任一项所述的煤矿采空区遗煤运移模拟实验系统，其特征在于，所述煤层模拟板(4)包括第一煤层模拟板(41)、以及设置在所述第一煤层模拟板(41)上方的第二煤层模拟板(42)，所述预留模拟煤柱层(5)包括布设在所述第一煤层模拟板(41)两侧的第一预留模拟煤柱层(51)、以及布设在所述第二煤层模拟板(42)两侧的第二预留模拟煤柱层(52)，所述岩体模拟层(6)包括设置在所述第一煤层模拟板(41)和所述第二煤层模拟板(42)之间的第一岩体模拟层(61)、以及设置在所述第二煤层模拟板(42)与压板(2)之间的第二岩体模拟层(62)。 8.一种如权利要求1至7任一项所述的煤矿采空区遗煤运移模拟实验系统的实验方法，其特征在于，包括：将所述煤层模拟板(4)插入所述实验箱(3)，在所述煤层模拟板(4)两侧布设预留模拟煤柱层(5)，在实验箱(3)的其他空间充填多层岩体模拟层(6)；对压板(2)上部施加载荷；从所述实验箱(3)的所述孔槽(31)中按照设定速度逐渐将煤层模拟板(4)抽出所述实验箱(3)，在整个过程中采用视频记录抽出过程中预留模拟煤柱层(5)与岩体模拟层(6)的变化情况，待实验箱(3)稳定后，对煤层模拟板(4)抽出后的遗煤分布情况进行观察分析结合抽出过程的视频记录，画出三维模拟图，得出采空区遗煤分布规律模拟实验的实验结果。 9.根据权利要求8所述的煤矿采空区遗煤运移模拟实验系统的实验方法，其特征在于，所述煤层模拟板(4)包括第一煤层模拟板(41)、以及设置在所述第一煤层模拟板(41)上方的第二煤层模拟板(42)，所述预留模拟煤柱层(5)包括布设在所述第一煤层模拟板(41)两侧的第一预留模拟煤柱层(51)、以及布设在所述第二煤层模拟板(42)两侧的第二预留模拟煤柱层(52)，所述岩体模拟层(6)包括设置在所述第一煤层模拟板(41)和所述第二煤层模拟板(42)之间的第一岩体模拟层(61)、以及设置在所述第二煤层模拟板(42)与压板(2)之间的第二岩体模拟层(62)；所述将所述煤层模拟板(4)插入所述实验箱(3)，在所述煤层模拟板(4)两侧布设预留模拟煤柱层(5)，在实验箱(3)的其他空间充填多层岩体模拟层(6)，具体包括：将第一煤层模拟板(41)和第二煤层模拟板(42)插入实验箱(3)内，在第一煤层模拟板(41)两侧布设第一预留模拟煤柱层(51)；根据所需模拟的采空区煤岩体力学性能，制作第一岩体模拟层(61)和第二岩体模拟层(62)；将第一岩体模拟层(61)充填在第一煤层模拟板(41)和第一预留模拟煤柱层(51)上部，直至达到第二煤层模拟板(42)所处的位置停止充填；在第二煤层模拟板(42)两侧布设第二预留模拟煤柱层(52)；将第二岩体模拟层(62)充填在第二煤层模拟板(42)和第二预留模拟煤柱层(52)上部，直至达到实验箱(3)的敞口处停止充填；在第二岩体模拟层(62)上铺设采用沙子模拟的松散土层(7)，然后将压板(2)覆盖在松散土层(41)上；所述从所述实验箱(3)的所述孔槽(31)中按照设定速度逐渐将煤层模拟板(4)抽出所述实验箱(3)，在整个过程中采用视频记录抽出过程中预留模拟煤柱层(5)与岩体模拟层(6)的变化情况，待实验箱(3)稳定后，对煤层模拟板(4)抽出后的遗煤分布情况进行观察分析结合抽出过程的视频记录，画出三维模拟图，得出采空区遗煤分布规律模拟实验的实验结果，具体包括：单层采空区遗煤分布规律相似模拟实验：从实验箱(3)的孔槽(31)中按照设定速度逐渐将第二煤层模拟板(42)抽出实验箱(3)，在整个过程中采用视频记录抽出过程中第二预留模拟煤柱层(52)与第二岩体模拟层(62)的变化情况，待实验箱(3)稳定后，抛开松散土层(7)，对第二煤层模拟板(42)抽出后的遗煤分布情况进行观察分析结合抽出过程的视频记录，画出三维模拟图，得出单层采空区遗煤分布规律模拟实验的实验结果；或者多层采空区遗煤分布规律相似模拟实验：从实验箱(3)的孔槽(31)中按照设定速度逐渐将第二煤层模拟板(42)和第一煤层模拟板(41)依次抽出实验箱(3)，在整个过程中采用视频记录抽出过程中第二预留模拟煤柱层(52)与第二岩体模拟层(62)的变化情况及第一预留模拟煤柱层(51)与第一岩体模拟层(61)的变化情况，待实验箱(3)稳定后，抛开松散土层(7)，分别对第二煤层模拟板(42)抽出后和第一煤层模拟板(41)抽出后的遗煤分布情况进行观察分析结合抽出过程的视频记录，画出三维模拟图，得出多层采空区遗煤分布规律模拟实验的实验结果。 10.根据权利要求8所述的煤矿采空区遗煤运移模拟实验系统的实验方法，其特征在于，所述从所述实验箱(3)的所述孔槽(31)中按照设定速度逐渐将煤层模拟板(4)抽出所述实验箱(3)，在整个过程中采用视频记录抽出过程中预留模拟煤柱层(5)与岩体模拟层(6)的变化情况，待实验箱(3)稳定后，对煤层模拟板(4)抽出后的遗煤分布情况进行观察分析结合抽出过程的视频记录，画出三维模拟图，得出采空区遗煤分布规律模拟实验的实验结果，具体包括：将所述实验箱倾斜预设角度，从所述实验箱(3)的所述孔槽(31)中按照设定速度逐渐将煤层模拟板(4)抽出所述实验箱(3)，在整个过程中采用视频记录抽出过程中预留模拟煤柱层(5)与岩体模拟层(6)的变化情况，待实验箱(3)稳定后，对煤层模拟板(4)抽出后的遗煤分布情况进行观察分析结合抽出过程的视频记录，画出三维模拟图，得出倾斜角度下采空区遗煤分布规律模拟实验的实验结果。
所属类别：	发明专利