(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210784187.3 (22)申请日 2022.06.28 (71)申请人 中国煤炭地质总局勘查研究总院 地址 100000 北京市丰台区靛厂2 99号 (72)发明人 左卿伶　潘海洋　谢志清　谭克龙　 张吉路　霍超　李世念　赵明　 张志军　 (74)专利代理 机构 青岛众智源知识产权代理事 务所(普通 合伙) 37355 专利代理师 张红凤 (51)Int.Cl. G01N 33/24(2006.01) G01N 33/22(2006.01) G01N 3/08(2006.01) G01N 3/02(2006.01)G09B 23/40(2006.01) E21C 41/00(2006.01) (54)发明名称 尺寸、 角度可同时调节的二维物理模拟试验 装置及方法 (57)摘要 本发明公开了一种尺 寸、 角度可同时调节的 二维物理模拟试验装置及方法， 涉及煤层模拟开 采技术领域。 包括试验框架、 试验仓、 液压油缸和 尺寸调节装置； 试验仓用于铺设相似材料， 试验 仓的一侧的底部设置有铰接支架， 铰接支架与底 座铰接在一起， 铰接支架相对侧的试验仓的底部 与液压油缸铰接在一起， 液压油缸的上方连接尺 寸调节装置； 试验仓的底板为套筒式结构， 当尺 寸调节装置在滑轨上移动时， 通过套筒的移动来 调整试验仓的尺寸， 在顶梁与试验仓的相对面上 设置有滑轨， 尺寸调节装置可沿着滑轨进行左、 右滑动。 本发明装置可同时改变模型尺寸和角 度， 使得实验更加符合实际工程， 且其设备简单 易操作。 权利要求书2页 说明书5页 附图1页 CN 115184584 A 2022.10.14 CN 115184584 A 1.一种尺寸、 角度 可同时调节的二维物理模拟试验方法， 其特征在于， 依次包括以下步 骤： a、 准备试验装置 所述的试验装置包括试验框架， 试验框架包括底座、 左立柱、 右立柱及顶梁， 在所述的 试验框架内设置有试验仓、 液压油缸和尺寸调节装置； 所述的试验仓用于铺设相似材料， 所述的试验仓的一侧的底部设置有铰接支架， 所述 的铰接支架与底座铰接在一起， 所述的铰接支架相对侧的试验仓的底部与所述的液压油缸 铰接在一 起， 所述的液压油缸的上 方连接所述的尺寸调节装置； 在所述的顶梁与试验仓的相对面上设置有滑轨， 所述的尺寸调节装置可沿着所述的滑 轨进行左、 右 滑动； 所述的试验仓的底板为套筒式结构， 包括第一套筒、 第二套筒、 第三套筒和第 四套筒， 其中， 所述的第二套筒套置在所述的第一套筒的外侧， 所述的第三套筒套置在第二套筒的 外侧， 所述的第四套筒套置在第三套筒的外侧； 在第一套筒、 第二套筒、 第三套筒和第四套 筒上均设置有刻度， 当尺寸调节装置在滑轨上移动时， 通过套筒的移动来调整试验仓的尺 寸； b、 依据地质条件计算试验中模型尺寸及角度， 计算相似材 料配比， 制备相似材 料； c、 确保试验仓的底板可移动， 且试验仓的角度为0 °， 通过尺寸调 节装置移动， 带动试验 仓底板的套筒进行移动， 并将试验仓的尺寸调节到预计尺寸， 然后通过螺钉对试验仓底板 进一步固定； d、 铺设相似材料， 利用废料将试验仓底板铺平， 然后从下向上依次进行相似材料的铺 设； e、 待步骤d相似材 料铺设完成后， 在试验仓的顶部铺设柔 性加载装置； f、 调节液压油缸， 并通过液压油 缸来调控改变试验仓的角度， 并使其达到试验要求的 角度， 实现水平到急倾 斜煤层的模拟。 2.根据权利要求1所述的一种尺寸、 角度可同时调节的二维物理模拟试验方法， 其特征 在于： 在所述的第一套筒外壁和 第二套筒内壁、 第二套筒外壁和第三套筒内壁、 第三套筒外 壁和第四套筒内壁均设置有滑轨， 在所述滑轨的作用下， 第二套筒套置在第一套筒 上， 第三 套筒套置在第二套 筒上， 第四套 筒套置在第三套 筒上。 3.根据权利要求1所述的一种尺寸、 角度可同时调节的二维物理模拟试验方法， 其特征 在于： 所述的第一套筒、 第二套筒、 第三套筒和第四套筒的长度分别为0.7m、 0.7m、 0.7m、 0.9m。 4.根据权利要求1所述的一种尺寸、 角度可同时调节的二维物理模拟试验方法， 其特征 在于： 所述的铰接支架距离其相邻的试验框架的水平距离为2m， 所述的液压油缸与试验仓 底部的铰接点距离其相邻的试验框架的水平 距离为0.2m。 5.根据权利要求1所述的一种尺寸、 角度可同时调节的二维物理模拟试验方法， 其特征 在于： 所述的试验框架的长度、 宽度和高度分别为6m、 0.3m、 4m， 所述的试验仓的长度、 宽度 和高度分别为3m、 0.3m、 2m。 6.一种尺寸、 角度 可同时调节的二维物理模拟试验装置， 包括试验框架， 试验框架包括 底座、 左立柱、 右立柱及顶梁， 其特 征在于：权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115184584 A 2在所述的试验框架内设置有试验仓、 液压油缸和尺寸调节装置； 所述的试验仓用于铺设相似材料， 所述的试验仓的一侧的底部设置有铰接支架， 所述 的铰接支架与底座铰接在一起， 所述的铰接支架相对侧的试验仓的底部与所述的液压油缸 铰接在一 起， 所述的液压油缸的上 方连接所述的尺寸调节装置； 在所述的顶梁与试验仓的相对面上设置有滑轨， 所述的尺寸调节装置可沿着所述的滑 轨进行左、 右 滑动； 所述的试验仓的底板为套筒式结构， 包括第一套筒、 第二套筒、 第三套筒和第 四套筒， 其中， 所述的第二套筒套置在所述的第一套筒的外侧， 所述的第三套筒套置在第二套筒的 外侧， 所述的第四套筒套置在第三套筒的外侧； 在第一套筒、 第二套筒、 第三套筒和第四套 筒上均设置有刻度， 当尺寸调节装置在滑轨上移动时， 通过套筒的移动来调整试验仓的尺 寸。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115184584 A 3