系統的原理

該系統依據相似模擬定理和現場地質條件，利用與巖石力學特性相似的材料進行逐層鋪設的方式來模擬煤系地層，采用可拖動的鐵板模擬煤層的開采，采用剛性加載裝置施加柔性壓力彌補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。在模擬煤層開采之前，首先采用剛性加載裝置對鋪設的模型施加指定的垂直壓力，而后采用水壓加載裝置對模擬含水層進行飽水至指定水壓力，最后利用拖動鐵板的方式來模擬煤層工作面的開采。隨著煤層的開采，采空區面積逐漸增大，頂板巖層懸露達到一定跨度彎曲沉降到一定值之后，便發生破壞垮落，進而引發上覆巖層的運動，形成三帶（即“垮落帶，裂隙帶和彎曲下沉帶”），隨著開采面積的進一步加大，采動引起的破壞巖層發育高度進一步加大，甚至破壞隔水層，發育至含水砂層，進而引發工作面涌水潰砂災害。

系統的特點、功能與組成

試驗機關鍵技術指標主要體現在水壓流動和監測單元及其伺服控制部分、設備加載單元及其伺服穩壓系統，水沙流動伺服穩壓系統（穩態法和瞬態法），最大水壓力能達1.0MPa，進水口和出水口分別設置流量、水壓測量裝置，精確測量不同突水流量。

試驗盒前置面板采用有機玻璃加工而成，它可以清晰的觀察到內部試驗的每一個過程，可以實現多次使用不容易劃傷，是實驗無法順利進行。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。

系統由主機龍門架、試驗盒、加載水箱、試驗用水沙裝置、側向反力板、支護系統、開采抽板裝置、變頻水壓記載機構、水測量機構、集水沙裝置、伺服加載系統、數據采集系統、分析系統、電器控制系統等組成。