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承压含水层倾角可调的倾斜煤层开采三维相似试验装置与测试方法
发布时间: 2025-12-23
基本信息
合作方式：
技术转让
成果类型：
发明专利
行业领域：
高端装备制造产业,智能制造装备产业
成果介绍
本发明公开了一种承压含水层倾角可调的倾斜煤层开采三维相似试验装置与测试方法，涉及承压水上倾斜煤层开采相似试验领域，其包括试验支架，内部框架，模型存放腔，加载板，水平加载系统，竖直加载系统，水压加载系统，倾角调节系统，信号采集与处理系统，三维试验模型，煤层开采模拟系统；该试验装置实现了承压含水层倾角的可调、含水层水压载荷的梯度分布以及倾斜煤层竖直方向和水平方向受力状态的真实性，实现了三维相似模型密闭空间内煤层的分段、分步开挖模拟；该试验装置能真实反演承压水上倾斜煤层开采底板岩层裂隙的产生、扩展、贯通，最终形成导水通道的动态演化过程，能更好开展承压水上不同倾角倾斜煤层走向长壁开采底板突水预测研究。
成果亮点
本发明公开了一种承压含水层倾角可调的倾斜煤层开采三维相似试验装置与测试方法，其成果亮点如下：
创新倾角与压力复合加载系统，实现地质条件高精度模拟：通过集成倾角调节系统、梯度水压加载系统及双向（水平/竖直）力学加载系统，首次在三维相似试验中实现了承压含水层倾角、水压空间分布及煤层真实应力状态的可控、精准模拟。该装置突破了传统模型固定倾角与均布压力的局限，能更真实地复现复杂地质条件下开采的力学与渗流环境。
全流程动态监测与可视化开采模拟：结合三维试验模型、分段分步开采模拟系统及信号采集处理系统，可在密闭空间内实现煤层开采过程的精细化模拟与全时段监测。该装置能直观、动态地反演底板岩层裂隙从萌生、扩展至贯通形成导水通道的全过程，为研究突水机理提供了“透明化”实验手段。
服务于突水预测与防治的共性关键技术平台：本装置通过高还原度模拟不同倾角煤层在承压水上开采的灾变过程，为底板突水机理研究、预测预警及防治技术研发提供了可重复、可调控的先进实验平台。其方法科学、数据可靠，对保障倾斜煤层安全开采具有重要的理论研究价值与工程指导意义。
团队介绍
安徽理工大学 孙建; 陈运生; 杨勇
成果资料
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