[發(fā)明專利]一種煤礦支護(hù)體與巷道垮落散體關(guān)系實(shí)驗(yàn)平臺(tái)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510224276.2
• 申請(qǐng)日: 2015-05-06
• 公開（公告）號(hào): CN104849080A
• 公開（公告）日: 2015-08-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 肖福坤;郝傳波;劉剛;張國(guó)華;胡剛;遲學(xué)海;蔣元男
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 黑龍江科技大學(xué)
• 主分類號(hào): G01M99/00
• 分類號(hào): G01M99/00
• 代理公司: 哈爾濱龍科專利代理有限公司 23206
• 代理人: 高媛

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及到一種煤礦支護(hù)體與巷道垮落散體關(guān)系實(shí)驗(yàn)平臺(tái),用于研究煤礦巷道圍巖垮落后再造救援通道的支護(hù)體與垮落散體作用關(guān)系。

背景技術(shù)

煤礦井下發(fā)生沖擊地壓、煤與瓦斯突出、瓦斯（煤塵）爆炸等嚴(yán)重災(zāi)害后，對(duì)巷道造成嚴(yán)重破壞，導(dǎo)致圍巖破壞形成垮落散體充填到整個(gè)巷道內(nèi)，垮落散體為不同粒度的巖塊、散煤和原有巷道的支護(hù)體材料及水等介質(zhì)，形成粒徑不同的散體甚至水、泥、煤、石等混合體。在垮落散體內(nèi)再造救援通道，需要研究支護(hù)體對(duì)垮落散體的作用關(guān)系，具體為受支護(hù)體作用后實(shí)測(cè)垮落散體的受力、移動(dòng)和力學(xué)傳遞特性，觀察垮落散體內(nèi)部空間結(jié)構(gòu)變化，從而為再造救援通道開挖、支護(hù)提供理論指導(dǎo)，目前對(duì)再造救援通道支護(hù)體對(duì)垮落體作用過(guò)程中的移動(dòng)軌跡、力學(xué)傳遞特性及垮落散體內(nèi)部空間結(jié)構(gòu)的研究甚少。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是：本發(fā)明提出了一種煤礦支護(hù)體與巷道垮落散體關(guān)系實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，該實(shí)驗(yàn)臺(tái)能夠模擬在煤礦巷道垮落散體內(nèi)再造救援通道時(shí)支護(hù)體對(duì)垮落散體的作用關(guān)系，利用該試驗(yàn)臺(tái)能夠?qū)崪y(cè)救援通道支護(hù)過(guò)程中垮落散體位移、相互作用力及支護(hù)體受力、框架受力情況，同時(shí)能夠觀察到垮落散體受救援通道開挖影響，垮落散體形成空間結(jié)構(gòu)從穩(wěn)定到破壞再到穩(wěn)定的動(dòng)態(tài)過(guò)程，其技術(shù)方案如下：

一種煤礦支護(hù)體與巷道垮落散體關(guān)系實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，包括固定底座和與所述固定底座上頂端表面四周固定連接的固定框架，所述固定底座上頂端表面中間處設(shè)有放置長(zhǎng)槽，所述放置長(zhǎng)槽的前端開設(shè)在固定底座的前端面上，所述放置長(zhǎng)槽內(nèi)部下頂端表面左右邊緣處豎向固定連接有若干個(gè)液壓千斤頂，所述若干個(gè)液壓千斤頂沿放置長(zhǎng)槽長(zhǎng)度方向等間距設(shè)置，所述液壓千斤頂活塞桿頂端與支護(hù)體內(nèi)部頂端連接。

本發(fā)明的有益效果為：該實(shí)驗(yàn)臺(tái)能夠模擬在煤礦巷道垮落散體內(nèi)再造救援通道時(shí)，支護(hù)體對(duì)垮落散體的作用關(guān)系，利用該試驗(yàn)臺(tái)能夠?qū)崪y(cè)救援通道支護(hù)過(guò)程中垮落散體位移、相互作用力及支護(hù)體受力及框架受力，同時(shí)能夠觀察到垮落散體受救援通道開挖影響空間結(jié)構(gòu)變化情況，即觀察垮落散體空間結(jié)構(gòu)從穩(wěn)定到破壞再到穩(wěn)定的動(dòng)態(tài)過(guò)程。

附圖說(shuō)明：

圖1是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式：

參照?qǐng)D1，一種煤礦支護(hù)體與巷道垮落散體關(guān)系實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，包括固定底座1和與所述固定底座1上頂端表面四周固定連接的固定框架2，所述固定底座1上頂端表面中間處設(shè)有放置長(zhǎng)槽5，所述放置長(zhǎng)槽5的前端開設(shè)在固定底座1的前端面上，所述放置長(zhǎng)槽5內(nèi)部下頂端表面左右邊緣處豎向固定連接有若干個(gè)液壓千斤頂4，所述若干個(gè)液壓千斤頂4沿放置長(zhǎng)槽5長(zhǎng)度方向等間距設(shè)置，所述液壓千斤頂4活塞桿頂端與支護(hù)體7內(nèi)部頂端連接；每個(gè)所述液壓千斤頂4由液壓管8相互連接，并所述液壓管8外頂端固定連接有控制器6；所述液壓千斤頂4的缸體高度與所述放置長(zhǎng)槽5內(nèi)部深度相同；所述支護(hù)體7高度與所述放置長(zhǎng)槽5內(nèi)部深度相同；所述固定底座1和所述固定框架2均由金屬材質(zhì)制成；所述固定框架2內(nèi)部設(shè)有若干個(gè)自制垮落體3；

所述固定框架2和所述支護(hù)體7內(nèi)外表面均設(shè)有若干個(gè)壓力傳感器9。

實(shí)驗(yàn)臺(tái)能夠進(jìn)行如下試驗(yàn)：

實(shí)驗(yàn)臺(tái)能夠模擬粒徑為中顆粒、小顆粒、混合中顆粒與小顆粒垮落體（沙子或石子）對(duì)支護(hù)體7作用關(guān)系實(shí)驗(yàn)，研究垮落體（沙子或石子）在支護(hù)體7的作用下，垮落體（沙子或石子）的力學(xué)傳遞特性、位移軌跡以及垮落體（沙子或石子）空間結(jié)構(gòu)變化情況。

實(shí)驗(yàn)方法：

準(zhǔn)備相似模擬材料：選擇粒徑比與現(xiàn)場(chǎng)巷道圍巖垮落后形成散體符合相似條件的散體材料；

鋪設(shè)散體材料：確定預(yù)先想測(cè)試垮落體（沙子或石子）位移軌跡的自制垮落體3位置布局，將散體材料按照巷道圍巖巖層構(gòu)成分別鋪設(shè)，且均勻鋪設(shè)在固定底座1上表面的固定框架2內(nèi)，當(dāng)鋪設(shè)到自制垮落體3設(shè)計(jì)位置時(shí)，按照對(duì)應(yīng)的空間位置放置自制垮落體3，其中，應(yīng)按實(shí)際巷道圍巖垮落的高度經(jīng)相似比換算后確定垮落體（沙子或石子）的放置厚度。鋪設(shè)完材料后，會(huì)形成一個(gè)自然安息角為θ的斜面。

儀器連接：將自制垮落體3、壓力傳感器9的數(shù)據(jù)線連接到數(shù)據(jù)采集儀上，數(shù)據(jù)采集儀通過(guò)數(shù)據(jù)連接線與數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)連接。

開啟支護(hù)體：利用控制器6將若干個(gè)液壓千斤頂4同時(shí)啟動(dòng)并緩慢升起，支護(hù)體7也隨之向上移動(dòng)，將支護(hù)體7上方的垮落散體向上推，逐漸形成一個(gè)支護(hù)空間，隨著液壓千斤頂4繼續(xù)上升，形成的放置長(zhǎng)槽5支護(hù)空間越來(lái)越大，當(dāng)上升高度達(dá)到側(cè)板高度時(shí)，按下控制器6將液壓千斤頂4停止上升。