適用於固液耦合相似模擬實驗的導水裂縫帶監測裝置的製作方法

2023-10-11 02:18:34 1

本實用新型涉及一種監測裝置，尤其涉及一種適用於固液耦合相似模擬實驗的導水裂縫帶監測裝置。

背景技術：

固液耦合相似模型實驗是研究礦業工程採動及滲流影響的主要手段之一，實驗的監測手段呈現多樣化。例如，使用全站儀進行採場覆巖位移監測，使用高精度應力測試儀進行採場應力監測，使用模擬液壓支架進行採場應力監測。但是仍有很多問題：例如研究採場頂板突水問題時，對採場上覆的導水裂縫帶監測技術仍未突破，目前主要採用模型表面宏觀裂隙場監測進行導水裂縫帶發育的監測；認為模型宏觀裂隙帶即為導水裂縫帶的思路是在目前技術條件下的權宜之計，存在較大誤差。當模型內部裂隙帶發育並未波及至模型表面時，僅僅通過模型表面裂隙帶的發育來判定導水裂縫帶的發育高度，會使實驗監測高度低於實際高度。因此，目前採用模型表面宏觀裂隙場監測的方式不適用於監測採場開挖過程中基巖層導水裂縫帶的發育規律。

技術實現要素：

本實用新型的目的在於克服上述現有技術中的不足，提供一種適用於固液耦合相似模擬實驗的導水裂縫帶監測裝置，其實現了固液耦合相似模擬實驗的導水裂縫帶的實時監測及記錄，監測精度高；預埋在模擬材料的高精密薄膜貼片電阻成本低且能夠回收利用，容易批量購買，能夠滿足多架次的實驗模擬。

為實現上述目的，本實用新型採用的技術方案是：適用於固液耦合相似模擬實驗的導水裂縫帶監測裝置，其特徵在於：包括鋼體模型框，所述鋼體模型框內由下至上依次設置有煤層、基巖層、隔水土層和鬆散含水層，所述基巖層內設置有多個高精密薄膜貼片電阻，所述高精密薄膜貼片電阻的輸出端均與數據採集箱連接，所述數據採集箱設置在鋼體模型框外；所述鬆散含水層上設置有水量計量器，所述水量計量器的下部位於鬆散含水層內，所述鬆散含水層的數量為多個，所述水量計量器位於鋼體模型框內。

上述的適用於固液耦合相似模擬實驗的導水裂縫帶監測裝置，其特徵在於：所述煤層的一側設置有開切眼。

上述的適用於固液耦合相似模擬實驗的導水裂縫帶監測裝置，其特徵在於：所述高精密薄膜貼片電阻為PR02高精密薄膜貼片電阻。

上述的適用於固液耦合相似模擬實驗的導水裂縫帶監測裝置，其特徵在於：所述水量計量器的數量為三個，三個所述水量計量器均勻設置。

上述的適用於固液耦合相似模擬實驗的導水裂縫帶監測裝置，其特徵在於：所述鋼體模型框為方形鋼體模型框。

本實用新型與現有技術相比具有以下優點：

1、本實用新型結構簡單、設計合理且使用操作方便。

2、以往的模擬實驗只能通過巖層表面位移量進行籠統的裂隙帶發育描述，不能夠定性定量分析；而本實用新型實現了固液耦合相似模擬實驗的導水裂縫帶的實時監測及記錄，監測精度高。

3、本實用新型預埋在模擬材料的高精密薄膜貼片電阻成本低且能夠回收利用，容易批量購買，能夠滿足多架次的實驗模擬。

下面通過附圖和實施例，對本實用新型做進一步的詳細描述。

附圖說明

圖1為本實用新型的結構示意圖。

附圖標記說明:

1—鋼體模型框； 2—煤層； 3—基巖層；

4—隔水土層； 5—鬆散含水層； 6—高精密薄膜貼片電阻；

7—水量計量器； 8—數據採集箱。

具體實施方式

如圖1所示，本實用新型包括鋼體模型框1，所述鋼體模型框1內由下至上依次設置有煤層2、基巖層3、隔水土層4和鬆散含水層5，所述基巖層3內設置有多個高精密薄膜貼片電阻6，所述高精密薄膜貼片電阻6的輸出端均與數據採集箱8連接，所述數據採集箱8設置在鋼體模型框1外；所述鬆散含水層5上設置有水量計量器7，所述水量計量器7的下部位於鬆散含水層5內，所述鬆散含水層5的數量為多個，所述水量計量器7位於鋼體模型框1內。

導水裂縫帶的發育規律，表徵了採場上基巖層3在採動及滲流作用下的耦合作用，模型中的導水裂縫帶在是含水層水進入頂板的導水通道，可以通過監測水體運移規律來說明微觀導水裂縫帶的發育規律。該導水裂縫帶監測裝置為了能夠監測到模型的微觀裂隙水運移規律，通過在基巖層3內設置有多個高精密薄膜貼片電阻6，高精密薄膜貼片電阻6的輸出端均與數據採集箱8連接，由高精密薄膜貼片電阻6實時動態的對水量數據進行監測，最後通過分析判斷導水裂縫帶的發育規律，監測精度高。

如圖1所示，所述煤層2的一側設置有開切眼9。

本實施例中，所述高精密薄膜貼片電阻6為PR02高精密薄膜貼片電阻。

本實施例中，所述水量計量器7的數量為三個，三個所述水量計量器7均勻設置，利於提高測量數據。

本實施例中，所述鋼體模型框1為方形鋼體模型框。

本實用新型的工作原理為：當煤層開採後，在採動及滲流作用下隔水土層4發生破壞，鬆散含水層5的潛水將通過隔水土層4的裂縫進入基巖層3，基巖層3內部的裂隙帶是水體的導水通道，高精密薄膜貼片電阻6將實時記錄基巖層3內一定範圍的水量變化，並傳輸給數據採集箱8，各個高精密薄膜貼片電阻6能夠將基巖層3位置的水量完整準確的記錄下來，通過水量數據的處理，可以從微觀上定性定量的分析固液耦合實驗的導水裂縫帶的發育規律。

以上所述，僅是本實用新型的較佳實施例，並非對本實用新型作任何限制，凡是根據本實用新型技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、變更以及等效結構變換，均仍屬於本實用新型技術方案的保護範圍內。