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一种固体充填法采煤二维物理模拟实验方法，所述方法使用固体充填法采煤二维物理模拟实验装置，所述实验装置包括二维物理模拟实验台（10）以及若干个固体充填相似材料模具（1），所述二维物理模拟试验台（10）上堆筑有岩层物理模型（13），所述岩层物理模型（13）的采煤层（14）中设有模拟支架（12），采煤层（14）的采空区设有固体充填相似材料模具（1），所述模拟支架（12）和固体充填相似材料模具（1）上设有压力传感器（9），所述采煤层（14）上下两侧的岩层物理模型上设有位移监测点（11）；所述岩层物理模型（13）的表面设有第一压力调整板（15），所述第一压力调整板（15）的上表面设有压力调整装置（16），所述压力调整装置（16）的上端设有第二压力调整板（17），所述第二压力调整板（17）与所述二维物理模拟实验台（10）固定连接；所述固体充填相似材料模具（1）包括模具本体、模具本体内的固体充填相似材料以及压力传感器（9），所述模具本体包括前挡板（3）、后挡板（4）、左活动挡板（5）、右活动挡板（6）和底板（2），所述前挡板（3）和后挡板（4）可分离的连接于所述底板（2）的前后两侧，所述左活动挡板（5）和右活动挡板（6）设置在所述底板（2）的左右两侧，所述模具本体包括前挡板（3）、后挡板（4）、左活动挡板（5）、右活动挡板（6）和底板（2）围合成放置固定充填材料的盆状结构，所述后挡板（4）上开设有通线孔，所述压力传感器（9）位于所述固体充填相似材料内，压力传感器（9）的信号输出端通过信号线经后挡板上的通线孔向模具本体的外部引出；所述前挡板（3）和后挡板（4）由透明材料制成，其特征在于所述方法包括如下步骤：1）测定在煤层开采过程中实际充填材料在实际压实度条件下的压缩曲线；2）根据实际充填材料在实际压实度条件下的压缩曲线和应力相似条件配置固体充填相似材料，确定固体原料的颗粒级配、配合比例、混合材料的水含量及起始压实程度；3）计算固体充填相似材料模具（1）的底部面积，按照实验所得的压实度以及需要模拟的充填率，计算所需固体充填相似材料的多少，将固体充填相似材料均匀装入模具本体内，向下压至需要模拟的充填率高度；4）随着工作面进行煤层开采，向左移动模拟支架（12），然后将固体充填相似材料模具（1）连同固体充填相似材料插入开采空间，之后抽出相应的左、右活动挡板并调整固体充填相似材料模具的位置，完成一次充填；5）在充填到设定位置时，在固体充填相似材料模具（1）内放置压力传感器（9）；6）在岩层物理模型（13）的位移监测点放置位移传感器；7）在开挖、支护和充填的过程中以及以后的设定时间内，通过仪器测记煤岩层移动变形和破坏情况，并测记模型内部煤岩层和充填体的压力变化。 |
