[發明專利]一種工作面煤壁穩定性控制模擬實驗臺及應用方法

有效

• 申請號: 201410769492.0
• 申請日: 2014-12-15
• 公開（公告）號: CN104458418A
• 公開（公告）日: 2015-03-25
• 發明（設計）人: 王家臣;楊勝利;孔德中;張通;田中磊;孫少龍;程占博
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學(北京)
• 主分類號: G01N3/08
• 分類號: G01N3/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種工作面煤壁穩定性控制模擬實驗臺，其特征在于：所述工作面煤壁穩定性控制模擬實驗臺包括：

????基座機構，包括基座、調斜千斤頂、連接槽孔、連接軸；承載機構，包括承載臺、側護板、耳環、后罩、有機玻璃擋板、液壓支架、反連接槽孔、連接孔、螺孔、螺桿、角鋼；加壓機構，包括橫梁、縱梁、加載千斤頂、加載板、拉桿、拉桿連接孔、緊固螺母，所述調斜千斤頂下部與基座后部兩側相連，上部與承載臺相連，所述基座利用連接槽孔與反連接槽孔通過連接軸與承載臺前端鉸鏈結，所述側護板通過角鋼與承載臺焊接，所述耳環焊接于側護板上端，所述后罩利用螺孔螺桿連接于側護板后側，所述有機玻璃擋板利用螺孔螺桿連接于側護板前側，所述橫梁與側護板焊接，所述縱梁后端與橫梁焊接前端通過拉桿連接孔及緊固螺母與拉桿上端相連，所述拉桿下端通過連接孔及緊固螺母與承載臺前端相連，所述加載千斤頂中部與縱梁焊接下端與加載板剛連接，所述液壓支架置于承載臺前端加載板下部緊鄰有機玻璃擋板。

2.根據權利要求1所述的工作面煤壁穩定性控制模擬實驗臺，其特征在于：所述加載千斤頂置于縱梁中部，通過加載板對模擬煤壁進行自動微機控制加壓。

3.根據權利要求1所述的工作面煤壁穩定性控制模擬實驗臺，其特征在于：所述加載板材料為高強度高剛度鋼板，其后部邊緣與側護板中部齊平，前部與液壓支架尾部平齊，左右與側護板留一定的距離。

4.根據權利要求1所述的工作面煤壁穩定性控制模擬實驗臺，其特征在于：所述側護板材料高強度高剛度鋼板，其后端與承載臺平齊，前端與承載臺中部平齊。

5.根據權利要求1所述的工作面煤壁穩定性控制模擬實驗臺，其特征在于：所述液壓支架由高強度不銹鋼做成，且根據實驗要求能提供一定初撐力，并能通過支柱的壓縮變形顯現出支架的工作阻力。

6.根據權利要求1所述的工作面煤壁穩定性控制模擬實驗臺，其特征在于：所述后罩利用周邊螺孔及側護板后端螺孔通過螺桿連接于側護板后端，根據實驗要求在風干實驗模型時，拆卸后罩，加載時裝上后罩。

7.根據權利要求1所述的工作面煤壁穩定性控制模擬實驗臺，其特征在于：所述有機玻璃擋板利用有機玻璃擋板周邊螺孔及側護板前端螺孔通過螺桿連接于側護板前端，可根據實驗要求進行安裝、拆卸。

8.一種工作面煤壁穩定性控制模擬實驗臺應用方法，其特征在于，采用如權利要求1至7任一項所述的工作面煤壁穩定性控制模擬實驗臺，包括如下步驟：

a、實驗前對實驗臺各零部件進行安全檢查，排除安全隱患，調整實驗臺至實驗要求狀態；

b、按照實驗要求與相似比例，利用沙子、石膏、石灰、水等材料配制模擬煤體材料；?

c、按照幾何相似比1:5~1:20的規格將配制的模擬煤體材料放入由承載臺、側護板、有機玻璃擋板、加載板形成的空間內；

d、按照實驗要求利用加載千斤頂通過加載板將模擬煤體材料夯實，靜置12小時待煤壁成型，拆除有機玻璃擋板和后罩板進行風干；

e、待模型風干后，裝上后罩恢復煤壁原有的邊界條件并將液壓支架置于煤壁前端，同時給予一定初撐力；

f、利用加載千斤頂通過加載板對模擬煤體材料進行逐級加壓，同時觀察記錄煤壁變形和破壞特征與加載壓力、液壓支架工作阻力間的關系；

g、進行不同采高、不同煤體強度、不同液壓支架工作阻力、不同頂板壓力的組合重復步驟b至f；

h、實驗完畢，清理實驗臺，整理不同采高、不同煤體強度、不同液壓支架工作阻力、不同頂板壓力下煤壁變形和破壞特征。