[發(fā)明專利]一種用于相似模擬實驗的自動割煤模擬系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510768545.1
• 申請日: 2015-11-05
• 公開（公告）號: CN105443123A
• 公開（公告）日: 2016-03-30
• 發(fā)明（設計）人: 張華磊;涂敏
• 申請（專利權）人: 安徽理工大學
• 主分類號: E21C25/06
• 分類號: E21C25/06;E21C25/10;E21D23/04;E21F17/18
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1.一種用于相似模擬實驗的自動割煤模擬系統(tǒng)，設置在相似模擬模型中，所述相似模擬模型包括架體、設置在所述架體上的煤層及設置在其底部的兩側(cè)的支撐桿，設置于所述煤層上部和下部的其他巖層，其特征在于：所述用于相似模擬實驗的自動割煤模擬系統(tǒng)設置在所述煤層中，在所述支撐桿上運行，所述用于相似模擬實驗的自動割煤模擬系統(tǒng)包括采煤模擬裝置和位于其后側(cè)的液壓支架模擬裝置，所述液壓支架模擬裝置包括底板(1)、頂板(2)、應力計量器、驅(qū)動裝置和擋板(3)，其中，所述應力計量器的頂部和底部分別與所述頂板(2)和底板(1)連接，所述擋板(3)的上端與所述頂板(2)的后端相連，所述擋板(3)與所述頂板(2)之間的角度為鈍角，驅(qū)動裝置驅(qū)動所述液壓支架模擬裝置移動；所述頂板(2)與水平面之間的角度為3°，所述頂板(2)的后端高于前端，所述擋板(3)與所述頂板(2)之間的角度為150°。

2.根據(jù)權利要求1所述的用于相似模擬實驗的自動割煤模擬系統(tǒng)，其特征在于：所述應力計量器包括第一殼體(4)和設置在其內(nèi)部的內(nèi)柱(5)，所述內(nèi)柱(5)可在所述第一殼體(4)內(nèi)自由上下滑動，所述內(nèi)柱(5)的頂部與所述頂板(2)固定連接，在所述第一殼體(4)的底端連接有應變膜(6)，并且所述應變膜(6)覆蓋所述第一殼體(4)的底端，所述應變膜(6)、所述第一殼體(4)和所述內(nèi)柱(5)之間形成氣腔，在所述氣腔內(nèi)設置有氣囊(7)，所述氣囊(7)由塑膠膜密封而成，所述應變膜(6)通過數(shù)據(jù)線(8)與應變儀連接，所述應變儀與計算機連接。

3.根據(jù)權利要求2所述的用于相似模擬實驗的自動割煤模擬系統(tǒng)，其特征在于：所述第一殼體(4)的底端連接第二殼體(9)，所述第二殼體(9)的厚度小于所述第一殼體(4)的厚度，所述第二殼體(9)的底端連接支撐板(10)；

所述內(nèi)柱(5)、所述第一殼體(4)、所述第二殼體(9)均為圓柱形，所述數(shù)據(jù)線(8)的一端接頭設置在所述第一殼體(4)的底端上的所述應變膜(6)上，所述第二殼體(9)上設置有通孔，所述數(shù)據(jù)線(8)的另一端從所述通孔中穿出，與所述應變儀相連；在所述第二殼體(9)上均勻設置有多個透氣孔。

4.根據(jù)權利要求2所述的用于相似模擬實驗的自動割煤模擬系統(tǒng)，其特征在于：所述應力計量器還包括高度調(diào)節(jié)裝置，所述高度調(diào)節(jié)裝置由螺紋連接的外螺旋桿(11)和內(nèi)螺旋桿(12)構成，所述內(nèi)螺旋桿(12)的下端固定在所述底板(1)上，所述外螺旋桿(11)的上端與所述支撐板(10)相連，在所述支撐板(10)的邊緣設置有卡槽(13)，所述外螺旋桿(11)的頂部固定有與所述卡槽(13)相配合的卡片(14)，所述卡片(14)設置在所述卡槽(13)內(nèi)，并可在所述卡槽(13)內(nèi)自由轉(zhuǎn)動。

5.根據(jù)權利要求3所述的用于相似模擬實驗的自動割煤模擬系統(tǒng)，其特征在于：所述內(nèi)柱(5)的前端與所述頂板(2)的前端之間的距離為50mm，所述擋板(3)的底端距離所述底板(1)的后端之間的水平距離為15mm。

6.根據(jù)權利要求4所述的用于相似模擬實驗的自動割煤模擬系統(tǒng)，其特征在于：在自由狀態(tài)下，所述內(nèi)柱(5)的頂端與所述第一殼體(4)的頂端之間的距離為7mm，所述內(nèi)柱(5)的直徑為8mm，高度為15mm，所述第一殼體(4)的厚度為6mm，所述第二殼體(9)的厚度為1.5mm，外徑與所述第一殼體(4)的外徑一致，所述高度調(diào)節(jié)裝置的高度為15mm，所述底板(1)的長度為70mm，所述頂板(2)的長度為70mm，所述擋板(3)的長度為70mm，在所述底板(1)的底部設置有輪體，所述輪體與所述驅(qū)動裝置相連。

7.根據(jù)權利要求5所述的用于相似模擬實驗的自動割煤模擬系統(tǒng)，其特征在于：所述采煤機模擬裝置包括滾筒(15)、滾筒驅(qū)動裝置、采煤機驅(qū)動裝置，其中，所述滾筒(15)分為左右對稱的兩部分，中間為齒輪螺紋(16)，與所述滾筒驅(qū)動裝置(17)相連，在所述滾筒(15)上設置有螺旋葉片(18)，在所述螺旋葉片(18)的邊緣均勻設置有釘齒(19)，所述釘齒(19)具有銳利的尖部，且尖部方向向外設置，左右兩部分滾筒(15)上的螺旋葉片(18)的旋轉(zhuǎn)方向反向設置，即相對于所述齒輪螺紋(16)對稱設置。