1.一种模拟煤层回采过程巷道变形规律的试验装置,其特征在于,包括:模型实验箱,用于模拟煤层回采过程的实际环境,包括地层模拟相似体和巷道缩尺模型,地层模拟相似体用于反映地层的力学特性和地质条件,巷道缩尺模型用于表征巷道结构;水囊加压系统,设置于模型实验箱内,用于模拟煤层回采过程中的加压效果,包括顶部水囊和侧边水囊,顶部水囊在实验箱顶盖合拢后与岩体上表面紧密贴合,形成向下的竖向围压加载,侧边水囊设置在模型实验箱侧壁与相邻岩体之间,形成向岩体内部的侧向围压加载;开挖模拟拉拔系统,用于通过抽板运动模拟煤层回采过程;位移采集系统,用于采集模型实验箱内的模拟煤层回采过程中巷道的变形数据。
2.如权利要求1所述的模拟煤层回采过程巷道变形规律的试验装置,其特征在于,模型实验箱为长方体形状,由井字型钢板焊接而成,顶盖设计为可开合式。
3.如权利要求1所述的模拟煤层回采过程巷道变形规律的试验装置,其特征在于,模型实验箱壁上预留有多个开孔,包括用于水囊加压系统的进水口孔洞,用于安装巷道缩尺模型的预留开孔以及用于开挖模拟拉拔系统的抽板通孔。
4.如权利要求1所述的模拟煤层回采过程巷道变形规律的试验装置,其特征在于,模型实验箱体积为巷道缩尺模型的尺寸的三倍,内部设置有边界过渡区和加载预留区。
5.如权利要求4所述的模拟煤层回采过程巷道变形规律的试验装置,其特征在于,加载预留区用于布置侧边水囊、顶部水囊及抽板。
6.如权利要求1所述的模拟煤层回采过程巷道变形规律的试验装置,其特征在于,开挖模拟拉拔系统包括抽板、电动葫芦和电动葫芦挂杆,抽板与巷道缩尺模型一侧平齐布置,并沿与模型实验箱侧壁垂直的方向由电动葫芦牵引向外抽出,以模拟原型煤层的逐层回采与工作面推进过程。
7.如权利要求1所述的模拟煤层回采过程巷道变形规律的试验装置,其特征在于,地层模拟相似体采用相似理论配比的胶凝材料与骨料复合制成,在模型实验箱中分层铺设。
8.如权利要求1所述的模拟煤层回采过程巷道变形规律的试验装置,其特征在于,巷道缩尺模型根据实际巷道设计尺寸,按照相似理论进行缩尺设计,巷道缩尺模型安装在模型实验箱内,并与地层模拟相似体紧密贴合。
9.如权利要求1所述的模拟煤层回采过程巷道变形规律的试验装置,其特征在于,位移采集系统包括与模型实验箱连接的固定底座、固定杆及位移计,固定杆一端与固定底座连接,另一端固定于模型实验箱内,位移计固定于固定杆上。
10.一种权利要求1-9任一项所述的模拟煤层回采过程巷道变形规律的试验装置的试验方法,其特征在于,包括以下步骤:在模型实验箱内安装水囊,铺设地层模拟相似体以及放置巷道缩尺模型;将开挖模拟拉拔系统与模型实验箱进行连接;利用模拟拉拔系统模拟煤矿的逐层回采过程,并采用位移采集系统记录相应的数据。