[實用新型]一種采煤工作面模擬支架

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201520320721.0
• 申請日: 2015-05-18
• 公開（公告）號: CN204691794U
• 公開（公告）日: 2015-10-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 肖江;楊浩;張艷麗;梅玉劍
• 申請（專利權(quán)）人: 西安科技大學(xué)
• 主分類號: E21D15/44
• 分類號: E21D15/44
• 代理公司: 北京科億知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11350
• 代理人: 湯東鳳;張波濤

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及采礦相似材料模擬試驗設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種采煤工作面模擬支架。

背景技術(shù)

目前在相似模擬實驗中多采用剛性的壓力傳感器作為實際采煤工作面液/氣支架的模擬材料。剛性壓力傳感器具有與實際液/氣支架存在很多不能擬合的弊端，例如：剛性壓力傳感器很難實現(xiàn)液/氣支架初撐的工序、同時剛性傳感器不能實現(xiàn)液/氣支架活柱下縮的工作、另外采煤工作面液/氣支架在超載時會進(jìn)行泄壓確保液/氣支架的工作阻力恒定，實驗室模擬中也無法準(zhǔn)確模擬。

實用新型內(nèi)容

針對上述部分問題，本實用新型提供了一種采煤工作面模擬支架，所述支架包括上鋼板、氣囊和下鋼板；所述下鋼板的一端有鉆孔，所述鉆孔在與鋼板橫截面平行的端面的中間，所述下鋼板的另一端封閉；所述下鋼板上還有通孔，所述通孔在與下鋼板橫截面垂直的平面上，并且與所述鉆孔相通；在所述通孔上面有氣囊，所述氣囊的上下端有口；所述口上安裝有金屬法蘭，所述金屬法蘭通過連接件將所述氣囊與上鋼板或下鋼板連接，而與下鋼板連接的金屬法蘭有與下鋼板的通孔相通的孔。

本實用新型中通過采用氣囊來實現(xiàn)支架的恒阻和壓死現(xiàn)象的模擬。在氣囊中可以充液體也可以充氣體，當(dāng)現(xiàn)場支架工作阻力過大時，通過減少氣囊中所充的介質(zhì)可以方便泄壓；而當(dāng)壓力低于設(shè)定值時，保持氣囊中所充介質(zhì)的量不變，能夠方便實現(xiàn)支架的恒阻。當(dāng)工作面支撐壓力較大時，現(xiàn)場支架會存在被壓死的情況，而本實用新型同樣可以模擬這一過程。當(dāng)壓力值一直較大時，模擬支架上鋼板將不斷降低，最終會導(dǎo)致模擬支架壓死的現(xiàn)象。

附圖說明

圖1本實用新型一個實施例中的模擬支架結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為圖1模擬支架的左視圖；

圖中，1為氣囊，2為通孔，3為鉆孔，4為上鋼板，5為下鋼板。

具體實施方式

在一個實施例中，提供了一種采煤工作面模擬支架，所述支架包括上鋼板、氣囊和下鋼板；所述下鋼板的一端有鉆孔，所述鉆孔在與鋼板橫截面平行的端面的中間，所述下鋼板的另一端封閉；所述下鋼板上還有通孔，所述通孔在與下鋼板橫截面垂直的平面上，并且與所述鉆孔相通；在所述通孔上面有氣囊，所述氣囊的上下端有口；所述口上安裝有金屬法蘭，所述金屬法蘭通過連接件將所述氣囊與上鋼板或下鋼板連接，而與下鋼板連接的金屬法蘭有與下鋼板的通孔相通的孔。

所述鉆孔位于下鋼板的側(cè)面的中間位置是為了保證下鋼板的穩(wěn)定性和氣密性，但是對直徑的選取沒有特別要求。通過所述鉆孔，所述支架可以和膠管相接，用于給支架的氣囊充介質(zhì)，所述介質(zhì)可以是空氣也可以是液體，優(yōu)選的，食用油。

所述通孔通過法蘭來保證氣囊和下鋼板之間的氣密性，是用來配合鉆孔給氣囊排氣或者充氣的。

所述氣囊的大小對試驗影響不大，主要依據(jù)模擬試驗的采高來確定。而由于所述氣囊均是相通的，根據(jù)氣液體的各向同性的性質(zhì)，因此采用多個氣囊受力都是均勻的，但為了保證上鋼板和下鋼板受力均勻，優(yōu)選的，所述氣囊在上鋼板和下鋼板之間等間距分布排列。而所述氣囊具體數(shù)量的設(shè)置根據(jù)模擬支架的長度來設(shè)置即可，優(yōu)選的，可以采用偶數(shù)個。

為了保證氣囊和下鋼板的通孔之間的氣密性，氣囊的上下端均用金屬法蘭固定，而金屬法蘭和上鋼板或下鋼板之間用連接件固定，所述連接件可以為螺釘。而氣囊下端有口，因此對于固定氣囊下端的金屬法蘭需要打相應(yīng)的孔。

下面結(jié)合附圖1和2為本實用新型的一個具體設(shè)計。

圖1為本實用新型一個實施例中的模擬支架結(jié)構(gòu)示意圖；圖中，1為氣囊，2為通孔，3為鉆孔，4為上鋼板，5為下鋼板；圖2為圖1模擬支架的左視圖；圖中，1為氣囊，3為鉆孔，4為上鋼板，5為下鋼板。在圖1中上鋼板和下鋼板長200mm；其中，上鋼板厚度5mm，下鋼板厚度8mm，在下鋼板上打有直徑4mm的鉆孔；在上鋼板和下鋼板之間均勻分布有4個氣囊，氣囊高30mm，在氣囊的下端有直徑4mm的孔。

綜上所述，本實用新型中通過采用氣囊來實現(xiàn)支架的恒阻和壓死現(xiàn)象的模擬。當(dāng)現(xiàn)場支架工作阻力過大時，通過減少氣囊中所充介質(zhì)的多少來方便泄壓，而當(dāng)壓力低于設(shè)定值時保持氣囊中所充介質(zhì)量的不變，能夠方便實現(xiàn)支架的恒阻。當(dāng)工作面支撐壓力較大時，現(xiàn)場支架會存在被壓死的情況，而本發(fā)明同樣可以模擬這一過程。當(dāng)壓力值一直較大時，模擬支架上鋼板將不斷降低，最終會導(dǎo)致模擬支架壓死的現(xiàn)象。

以上對本公開內(nèi)容進(jìn)行了詳細(xì)介紹，本文中應(yīng)用了具體個例對本實用新型的原理及實施方式進(jìn)行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本實用新型的方法及其核心思想；同時，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員，依據(jù)本實用新型的思想，在具體實施方式及應(yīng)用范圍上均會有改變之處，綜上所述，本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對本實用新型的限制。