該系統(tǒng)依據(jù)相似模擬定理和現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)條件，利用與巖石力學(xué)特性相似的材料進(jìn)行逐層鋪設(shè)的方式來模擬煤系地層，采用可拖動(dòng)的鐵板模擬煤層的采，采用剛性加載裝置施加柔性壓力彌補(bǔ)模型高度不足而缺失的那部分覆巖及表土層的重量，采用水壓加載裝置模擬承壓含水砂層。在模擬煤層采之前，首先采用剛性加載裝置對(duì)鋪設(shè)的模型施加指定的垂直壓力，而后采用水壓加載裝置對(duì)模擬含水層進(jìn)行飽水至指定水壓力，{zh1}利用拖動(dòng)鐵板的方式來模擬煤層工作面的采。隨著煤層的采，采空區(qū)面積逐漸增大，頂板巖層懸露達(dá)到一定跨度彎曲沉降到一定值之后，便發(fā)生破壞垮落，進(jìn)而引發(fā)上覆巖層的運(yùn)動(dòng)，形成三帶（即“垮落帶，裂隙帶和彎曲下沉帶”），隨著采面積的進(jìn)一步加大，采動(dòng)引起的破壞巖層發(fā)育高度進(jìn)一步加大，甚至破壞隔水層，發(fā)育至含水砂層，進(jìn)而引發(fā)工作面涌水潰砂災(zāi)害。
系統(tǒng)的特點(diǎn)、功能與組成
試驗(yàn)機(jī)關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)主要體現(xiàn)在水壓流動(dòng)和監(jiān)測(cè)單元及其伺服控制部分、設(shè)備加載單元及其伺服穩(wěn)壓系統(tǒng)，水沙流動(dòng)伺服穩(wěn)壓系統(tǒng)（穩(wěn)態(tài)法和瞬態(tài)法），{zd0}水壓力能達(dá)1.0MPa，進(jìn)水口和水口分別設(shè)置流量、水壓測(cè)量裝置，jq測(cè)量不同突水流量。
試驗(yàn)盒前置面板采用有機(jī)玻璃加工而成，它可以清晰的觀察到內(nèi)部試驗(yàn)的每一個(gè)過程，可以實(shí)現(xiàn)多次使用不容易劃傷，是實(shí)驗(yàn)無法順利進(jìn)行。材料剛度也有大的提高，加載可以圍壓1MPa，從而可以做高壓水沙滲流試驗(yàn)。
系統(tǒng)由主機(jī)龍門架、試驗(yàn)盒、加載水箱、試驗(yàn)用水沙裝置、側(cè)向力板、支護(hù)系統(tǒng)、采抽板裝置、變頻水壓記載機(jī)構(gòu)、水測(cè)量機(jī)構(gòu)、集水沙裝置、伺服加載系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、分析系統(tǒng)、電器控制系統(tǒng)等組成。
主要參數(shù)
{zd0}垂直荷載           1200 kN
{zd0}行程               300 mm
位移量程               400mm
位移分辨率             0.1mm
加載精度               ＜±1%F.S；
{zd0}水壓               1.0Mpa
注水精度               0.02Mpa
加載速率               0.01kN/s—100 kN/s
穩(wěn)定時(shí)間               24h
試驗(yàn)盒尺寸             1200mm×700mm×400mm
主機(jī)外形尺寸           2900mm×1200mm×2370mm
主機(jī)主機(jī)重量           6000Kg
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