[實用新型]由氣壓芯模實現(xiàn)的均壓和讓壓相似材料模擬支護體裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201320860720.6
• 申請日: 2013-12-24
• 公開（公告）號: CN203732293U
• 公開（公告）日: 2014-07-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王猛;楊艷國;題正義;秦洪鹽;牛譽賀;湯國水;王東
• 申請（專利權(quán)）人: 遼寧工程技術(shù)大學(xué)
• 主分類號: G01M99/00
• 分類號: G01M99/00
• 代理公司: 沈陽東大知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 21109
• 代理人: 梁焱

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型屬采礦技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種由氣壓芯模實現(xiàn)的均壓和讓壓相似材料模擬支護體裝置。?

背景技術(shù)

相似材料模擬實驗作為研究巖層移動變形規(guī)律、巷道支護效果的一種手段，它以相似理論為依據(jù)，用與煤巖、支護材料的力學(xué)性質(zhì)相似的材料，按原型與模型間所需的相似準(zhǔn)則做成模型，然后在模擬中開掘巷道或圍巖支護，觀察頂板巖層及圍巖的變形、位移及破壞情況以及地表的沉陷情況，據(jù)此分析原型中所發(fā)生的情況，具有成本低、周期短、效率高、操作簡便，直觀性強，可以得利進行試驗、觀測方便以及可以人為控制研究因素，已發(fā)展成為巖層移動的圍巖支護研究的一種重要、有效手段。?

傳統(tǒng)的相似模擬實驗中的不能實現(xiàn)均壓支護(均布載荷)和讓壓支護，特別是對于深部開采中圓形巷道的施加均壓支護后的圍巖破壞現(xiàn)象分析，受巷道形狀，開掘空間的限制，往往采用在開展實驗前裝置在模型內(nèi)部施加鉛絲(或鐵絲)+固體膠模擬均壓支護體的方式，不能實現(xiàn)讓壓支護，不能準(zhǔn)確反映實際巷道開挖過程中的先開挖后支護的工序，更不能模擬出深部開采條件下的圓形巷道圍巖破壞變形規(guī)律。?

實用新型內(nèi)容

針對上述問題，本實用新型在開展深部開采條件下圓形巷道相似材料模擬實驗的基礎(chǔ)上，適合立體維相似材料模擬實驗臺及平面相似材料模擬實驗臺，針對圓形巷道如何施加均壓(可讓壓)支護體、以及在均壓支護及讓壓支護條件下巷道圍巖變形破壞的問題而創(chuàng)造性地提出一種均壓(可讓壓)支護相似材料模擬支護體結(jié)構(gòu)。?

本實用新型一種由氣壓芯模實現(xiàn)的均壓和讓壓相似材料模擬支護體裝置，由氣源泵、高壓管、斷流止回閥、高壓四通管件、氣壓芯模、卸壓排氣閥可調(diào)壓氣壓表組成，其中氣源泵通過高壓管與斷流止回閥相連，斷流止回閥的另一端與通過高壓管與高壓四通管連接，氣壓芯模、可調(diào)壓氣壓表、排氣卸壓閥分別通過高壓管與高壓四通管另外三端連接；氣源泵通過高壓管向氣壓芯模供壓，氣流由斷流止回閥控制進入，支護壓力大小由可調(diào)壓氣壓表控制，讓壓到一定壓力值時，也可由調(diào)壓氣壓表控制調(diào)節(jié)。?

所述氣壓芯模主要是由橡膠與纖維加強層硫化而制成，即工程上所用的充氣芯模，承受壓力不小于0.5MPa，其形狀和尺寸需要根據(jù)相似材料模擬實驗臺及模擬開挖的巷道的?形狀和尺寸而定。?

工作時，將氣壓芯模放入開挖后的圓形巷道中，即可開展均壓支護或讓壓支護實驗工作。?

均壓支護工作時，由氣源泵提供高壓氣源，裝置開始工作前，開通斷流止回閥、關(guān)閉卸壓排氣閥。高壓氣流通過高壓和斷流止回閥進入四通管后進入氣壓芯模、可調(diào)壓氣壓表顯示壓力，達到或超過設(shè)計壓力值后，停止氣源泵，按氣壓芯模擬提供的均壓支護壓力，調(diào)節(jié)氣壓表調(diào)控閥門進行壓力調(diào)節(jié)，達到設(shè)計壓值即可開展相應(yīng)的監(jiān)測等工作。當(dāng)實驗完成后，通過卸壓排氣閥將氣壓芯模中的廢氣排出，完成實驗工作內(nèi)容。?

讓壓支護工作時，按均壓支護工作原理，調(diào)節(jié)氣壓表調(diào)控閥門，使氣壓芯模中的壓力降低到所需的讓壓大小，即可開展相應(yīng)監(jiān)測工作。?

本實用新型的裝置可實現(xiàn)礦山壓力及巖層控制的三維及平面相似材料模擬實驗中巷道開挖后支護體的模擬，可對模擬的巷道圍巖實施均壓支護，可模擬支護阻力在0.5MPa以下的支護體。同時也可模擬支護體讓壓支護技術(shù)，即在現(xiàn)有支護阻力值下，降低支護阻力大小，觀測研究支護體對圍巖的支護效果。還具有使用簡便，經(jīng)濟耐用，可以多次重復(fù)使用，未充氣能柔軟收縮，任意折疊、卷曲。?

附圖說明

圖1為由氣壓芯模實現(xiàn)的均壓和讓壓相似材料模擬支護體裝置主體結(jié)構(gòu)圖，其中1氣源泵，2高壓管，3斷流止回閥，4高壓四通管件，5氣壓芯模，6卸壓排氣閥，7可調(diào)壓氣壓表；?

圖2頂板主應(yīng)力變化曲線圖，?

圖3底板主應(yīng)力變化曲線。?

具體實施方式

本實用新型實施例中所用所用氣壓芯模均在常熟市虞山鎮(zhèn)東南橡膠制品廠定制，其中模體進氣管采用2分銅標(biāo)準(zhǔn)件。?

高壓管采用臺灣山耐斯PU氣管，高壓管兩端接頭采用2分銅標(biāo)準(zhǔn)件接頭。?

氣源泵采用上海鼎威V-0.12/8電動氣泵。?

斷流止回閥采用空壓機專用2分止回閥。?

四通管采用2分銅標(biāo)準(zhǔn)件四通管。?

卸壓閥采用山耐斯QE-01型氣動快排閥。?