专利名称：一种用于保水开采模拟系统的监测装置的利记博彩app
技术领域：
本实用新型涉及一种保水开采模拟系统，尤其涉及一种用于保水开采模拟系统的监测装置。
背景技术：
随着现代煤矿开采理论与技术的发展，在获得采矿工程设计基本数据进行设计方案的试验论证和施工工序的合理安排上，岩层力学模拟实验是最基本、最重要的研究方法。在物理模拟实验中，模拟岩层在受采动影响的情况下，应力场变化导致岩层形成破碎带，裂隙带与弯曲下沉带的状态。通过模拟实验，分析各种区域的压力变化规律与区域分布规律。在实际工程中，岩层除了受应力场的影响外，岩层中含水层的存在也会对岩层产生影响，模拟含水层及水在裂隙场形成后的渗流过程是工程中的关键环节。 可见，对于模拟含水层及水在裂隙场形成后的渗流过程的监测十分重要，但是在现有技术中，还没有专门的设备对模拟装置的状态进行监控。因此，有必要设计一种新型的监测装置，以解决现有技术无法为保水开采提供较准确信息的缺陷。
实用新型内容针对现有技术的缺陷，本实用新型的目的是提供一种能够监测模拟含水层及水在裂隙场形成后的渗流过程的监测装置。本实用新型提供了一种用于保水开采模拟系统的监测装置，所述保水开采模拟系统包括模型架、含水层模拟装置，含水层模拟装置安装在模型架上，所述监测装置包括图像采集模块和信号采集模块、信号处理模块，其中图像采集模块设置在含水层模拟装置的正面，以对含水层模拟装置进行拍摄；信号采集模块与含水层模拟装置连接，以获得相应的水位、流量信号；图像采集模块、信号采集模块均与信号处理模块连接。优选地，含水层模拟装置包括进水管、水箱支架、水箱、含水层水管、含水层水管进水阀门、含水层水管流量计、含水层水管出水阀门、岩层模拟层、含水层箱体和含水层水位计，其中进水管设置在水箱上方，用于为水箱供水；水箱安装在水箱支架上；含水层水管的入水端与水箱连接，并且含水层水管的一部分管路在岩层模拟层中延伸，在所述管路上设置有多个出水方向向下的出水孔；岩层模拟层铺设在含水层箱体中；含水层箱体固定在模型架上；含水层水位计设置在含水层箱体中，用于检测含水层箱体中的水位；含水层水管进水阀门设置在含水层水管入水端与水箱之间；含水层水管流量计连接在含水层水管的管路上，用于检测含水层水管中的流量；含水层水管出水阀门设置在含水层水管的出水端。优选地，图像采集模块包括摄像机。优选地，信号采集模块包括信号传感器、A/D转换器，其中信号传感器的探测端设置在含水层模拟装置中，信号传感器的电信号输出端与A/D转换器的输入端连接，A/D转换器的输出端用于与信号处理模块连接。优选地，信号传感器为含水层流量计、含水层水位计或含水层水管流量计。[0011]相对于现有技术，采用本实用新型的技术方案，能够监测开采前含水层中水与岩层共存的状态，开采后下部岩层形成裂隙场后，含水层中水的流动过程、水在裂隙场中渗流过程及含水层所形成的整体结构受采动影响的变化，从而能够为保水开采提供较准确的信
肩、O
图I是本实用新型一种具体实施方式
中监测装置的结构示意图；图2是保水开采模拟系统的结构示意图；图3是图2所示系统的俯视图。
具体实施方式
·[0015]如图I所示，本实用新型的一种用于保水开采模拟系统的监测装置包括图像采集模块320和信号采集模块310、信号处理模块330。其中图像采集模块设置320在含水层模拟装置的正面，以对含水层模拟装置进行拍摄。信号采集模块310与含水层模拟装置连接，以获得相应的水位、流量信号。图像采集模块320、信号采集模块310均与信号处理模块330连接。如图I所示，监测装置用于监测裂隙场形成及演化过程。如图12所示，监测装置包括信号采集模块310和图像采集模块320，其中，图像采集模块320用于拍摄岩层模拟层的裂隙状态；信号采集模块310用于采集含水层模拟装置中的水位信号、流量信号。图像采集模块320可以由摄像机等视频采集装置及相应的有线信号链路或无线信号链路实现，图像采集模块设置在含水层模拟装置的正面，以对含水层模拟装置进行实时拍摄，以便实时记录不同时刻含水层模拟装置的表面裂隙产生及发育过程，从而可以通过图像分析裂隙场的分布及含水层中水的渗流过程。信号采集模块310可以由数字处理单元(例如CPU)、流量计、水位计、A/D转换器及相应的有线信号链路或无线信号链路实现。信号采集模块从设置在含水层模拟装置中的各个水位计、流量计获得相应的水位、流量信号。信号处理模块330可以通过计算机来实现，S卩，可以通过中央处理单元(CPU)、存储器、I/O接口等部件来完成对信号采集模块310采集到的水位、流量信号、图像采集模块320采集到的图像信息的存储、处理、显示等。在实际应用中，监测装置可以同时监测含水的岩层模拟层和其他模拟层的数据，在图10所示的实施例中采集预埋在岩层中的压力盒312存储的数据以及固定在模型架100的横梁上监测最上部岩层位移的位移计313的数据。在图10所示的实施例中，315为含水的岩层模拟层，316为其它模拟层。利用图像采集模块320从正面对模型架100上的各个模拟层实时进行拍摄，并且实时记录不同时刻模拟层表面裂隙产生及发育过程，通过图像分析各岩层的位移以及裂隙场的分布及含水层中水的渗流过程。如图2、3所示，所述保水开采模拟系统包括了模型架100、含水层模拟装置。含水层模拟装置安装在模型架100上，监测装置与含水层模拟装置之间通过信号链路连接。所述信号链路包括有线信号链路或无线信号链路，有线信号链路可以通过信号线及其相应的适配器来实现，用于传输流量信号或水位信号等参数；无线信号链路可以由射频信号发射器、射频信号接收器等器件实现，用于通过无线方式传输流量信号或水位信号等参数。含水层模拟装置包括进水管I、水箱支架2、水箱3、含水层水管6、含水层水管进水阀门7、含水层水管流量计8、含水层水管出水阀门9、岩层模拟层10、含水层箱体11和含水层水位计12。进水管I设置在水箱上方，用于为水箱供水。进水管I可以采用金属管或PVC管路，如图所示，进水管I的出水口可以位于水箱3上方，以便进水管I的出水可以顺利流入水箱3中。进水管I的长度、管径可以根据具体应用来确定。优选地，本实用新型的保水开采的模拟系统的水箱3中还设置有水箱水位计5，通过所述水箱水位计5可以观测水箱中水位的高低。水箱水位计5可以采用浮子式水位计、压力式水位计等合适类型的水位计。水箱3安装在水箱支架2上。水箱支架2可以由金属材料制成，所述水箱支架2用于支撑水箱3。水箱支架2的架体结构、尺寸可以采用各种适合的结构。含水层水管6的入水端与水箱3连接，并且含水层水管6的一部分管路在岩层模·拟层10中延伸，在所述管路上设置有多个出水方向向下的出水孔。优选地，在水箱3的底部设置有连接管4，可以通过连接管4与含水层水管6的入水端连接，连接管4可以采用塑料软管，含水层水管6可以采用金属管，在进入到含水层箱体11中的岩层模拟层10的管路下侧每隔预定间隔设置一个出水孔，从而在含水层水管6上设置多个出水孔，以使含水层水管6中的水渗入岩层模拟层10中。在一个优选实施方式中，含水层水管6延伸在岩层模拟层10中的管路上每隔IOOmm设置一个直径为3_5mm的出水孔。岩层模拟层10铺设在含水层箱体11中，在含水层箱体11中还铺设有煤层模拟层，以便模拟煤矿开采过程中煤层的状态。岩层模拟层10可以采用洁净的中粗砂、砾砂或直径小于10_的碎石块与河砂的混合物构成，其中，中粗砂是指粒度在2. 8mm-3. 2mm之间的砂粒；砾砂是指砂土中砾粒(粒径大于2毫米的砂粒)含量占总质量25% 50%的砂。岩层模拟层10放置在含水层箱体总成11中，含水层箱体中水位的高低，可以通过含水层水位计12来进行观测。含水层水位计12可以采用浮子式水位计、压力式水位计等合适类型的水位计。含水层箱体11固定在模型架100上。含水层箱体11的容积、尺寸可以根据具体应用来确定，在含水层箱体11中分层设置有多个模拟层，各模拟层由相应的模拟材料构成。以上实施方式仅用以说明本实用新型而并非限制本实用新型所描述的技术方案；因此，尽管本说明书参照上述的各个实施方式对本实用新型已进行了详细的说明，但是，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本实用新型进行修改或者等同替换；而一切不脱离本实用新型的精神和范围的技术方案及其改进，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。
权利要求1.一种用于保水开采模拟系统的监测装置，所述保水开采模拟系统包括模型架、含水层模拟装置，含水层模拟装置安装在模型架上，其特征在于，所述监测装置包括图像采集模块和信号采集模块、信号处理模块，其中 图像采集模块设置在含水层模拟装置的正面，以对含水层模拟装置进行拍摄； 信号采集模块与含水层模拟装置连接，以获得相应的水位、流量信号； 图像采集模块、信号采集模块均与信号处理模块连接。
2.根据权利要求I所述的用于保水开采模拟系统的监测装置，其特征在于，含水层模拟装置包括进水管、水箱支架、水箱、含水层水管、含水层水管进水阀门、含水层水管流量计、含水层水管出水阀门、岩层模拟层、含水层箱体和含水层水位计，其中 进水管设置在水箱上方，用于为水箱供水； 水箱安装在水箱支架上； 含水层水管的入水端与水箱连接，并且含水层水管的一部分管路在岩层模拟层中延伸，在所述管路上设置有多个出水方向向下的出水孔； 岩层模拟层铺设在含水层箱体中； 含水层箱体固定在模型架上； 含水层水位计设置在含水层箱体中，用于检测含水层箱体中的水位； 含水层水管进水阀门设置在含水层水管入水端与水箱之间； 含水层水管流量计连接在含水层水管的管路上，用于检测含水层水管中的流量； 含水层水管出水阀门设置在含水层水管的出水端。
3.根据权利要求I或2所述的用于保水开采模拟系统的监测装置，其特征在于，图像采集模块包括摄像机。
4.根据权利要求3所述的用于保水开采模拟系统的监测装置，其特征在于，信号采集模块包括信号传感器、A/D转换器，其中 信号传感器的探测端设置在含水层模拟装置中，信号传感器的电信号输出端与A/D转换器的输入端连接，A/D转换器的输出端用于与信号处理模块连接。
5.根据权利要求4所述的用于保水开采模拟系统的监测装置，其特征在于，信号传感器为含水层流量计、含水层水位计或含水层水管流量计。
专利摘要本实用新型公开了一种监测装置，所述装置包括图像采集模块和信号采集模块、信号处理模块，其中图像采集模块设置在含水层模拟装置的正面，以对含水层模拟装置进行拍摄；信号采集模块与含水层模拟装置连接，以获得相应的水位、流量信号；图像采集模块、信号采集模块均与信号处理模块连接。采用本实用新型的技术方案，能够监测开采前含水层中水与岩层共存的状态，开采后下部岩层形成裂隙场后，含水层中水的流动过程、水在裂隙场中渗流过程及含水层所形成的整体结构受采动影响的变化，从而能够为保水开采提供较准确的信息。
文档编号G01N15/08GK202757867SQ201220194718
公开日2013年2月27日 申请日期2012年4月28日 优先权日2012年4月28日
发明者孟召平, 毛灵涛, 贺安民 申请人:中国神华能源股份有限公司, 中国矿业大学(北京)