[發(fā)明專利]一種實驗室采礦相似模型動態(tài)加載方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610536263.3
• 申請日: 2016-07-08
• 公開（公告）號: CN107589068A
• 公開（公告）日: 2018-01-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉少偉;羅亞飛;孫俊嶺;林龍;支光輝;許莉莉
• 申請（專利權(quán)）人: 河南理工大學
• 主分類號: G01N19/00
• 分類號: G01N19/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及采礦工程領(lǐng)域，具體涉及一種實驗室相似模型動態(tài)加載方法。

背景技術(shù)

當前，我國很多煤礦已進入深部開采，高應(yīng)力作用下多數(shù)巷道圍巖呈現(xiàn)工程軟巖特征，煤礦動壓現(xiàn)象對煤礦安全生產(chǎn)的影響越來越嚴重。由于煤礦井下地質(zhì)條件復(fù)雜多變，空間范圍大，開采周期較長，很難通過現(xiàn)場試驗來進行動壓相關(guān)問題研究，因此實驗室相似模擬試驗成為研究這類問題最為有效的方法之一。如錨桿（索）支護作為一種主動支護形式，以其支護成本低、支護效果好、支護速度快的優(yōu)點，在煤礦生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用。由于煤礦井下復(fù)雜的環(huán)境條件，因此影響錨桿（索）錨固力的因素有很多，其中動壓對錨桿（索）錨固力的影響不容忽視，但是在井下進行錨桿（索）錨固力的動壓影響試驗受到井下工作環(huán)境和設(shè)施的限制，并且專門做這一項工作需要耗費大量的人力和財力，因此在實驗室進行錨固力的測試不失為一種有效而又簡單的方法，同時又能為煤礦井下巷道的支護設(shè)計提供參考依據(jù)。在實驗室內(nèi)進行錨桿（索）錨固力的動壓影響試驗時，需要對試驗裝置施加一定的動態(tài)載荷，以模擬煤礦井下的動壓環(huán)境，由于沒有這樣的一種錨桿（索）動態(tài)加載方法，實驗人員只得用其它方法代替，這樣對施加動態(tài)載荷的大小就很難準確測得，無法達到預(yù)期效果，進而影響實驗結(jié)果，因此實驗室相似模型動態(tài)加載方法的改進和創(chuàng)新勢在必行。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述情況，為解決現(xiàn)有技術(shù)之缺陷，本發(fā)明之目的就是提供一種實驗室采礦相似模型動態(tài)加載方法，該方法可有效解決實驗室現(xiàn)有技術(shù)導致的費時費力，實驗誤差較大，使實驗室內(nèi)采礦相似模型的動壓影響測試更加方便，精確。

本發(fā)明解決的技術(shù)方案是，包括固定座、臺架、定位板、導向刻度桿、載荷度量塊、電磁吸盤、線路、電磁控制器、紅外線感應(yīng)器、能量識別器，臺架安裝在底座上，載荷度量塊與導向刻度桿固定，導向刻度桿另一端穿過電磁吸盤和定位梁，且導向刻度桿與電磁吸盤和定位梁的導孔為同軸小間隙配合，可以沿豎直方向自由移動，導向刻度桿上標注有刻度，定位梁通過螺栓和螺母固定在臺架上，電磁控制器安裝在臺架外側(cè)，紅外線感應(yīng)器安裝在臺架內(nèi)側(cè)，能量識別器通過線路與紅外線感應(yīng)器相連接，安裝在臺架外側(cè)。開始試驗時，根據(jù)實驗要求，調(diào)整好定位梁高度，選擇好載荷度量塊，接通電源，通過電磁控制器使電磁吸盤處于工作狀態(tài)，電磁吸盤吸住載荷度量塊。當試驗裝置需要動態(tài)載荷時，通過電磁控制器控制電磁吸盤，使其處于休息狀態(tài)，載荷度量塊和導向刻度桿在重力作用下自由落體，產(chǎn)生重力勢能對試驗裝置施加動態(tài)載荷，此時，紅外線感應(yīng)器感應(yīng)到載荷度量塊，信號傳遞到能量識別器，并在能量識別器上顯示出來。

本發(fā)明方法簡單，易操作，其通過載荷度量塊和導向刻度桿產(chǎn)生的重力勢能對試驗裝置施加動態(tài)載荷，并且可以根據(jù)試驗要求更換載荷度量塊的大小，能夠起到很好的加載效果，可有效解決實驗室內(nèi)對試驗裝置的動態(tài)加載問題。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的正視圖。

圖2是本發(fā)明的導向刻度桿電磁吸盤結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是本發(fā)明的使用示意圖。

具體實施方式

以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式作進一步詳細說明。由圖1~3給出，本發(fā)明在實施時，首先安裝實驗室采礦相似模型動態(tài)加載裝置，所述的實驗室采礦相似模型動態(tài)加載裝置包括固定座1、臺架2、定位梁5、導向刻度桿6、載荷度量塊7、電磁吸盤8、電磁控制器10，紅外線感應(yīng)器11和能量識別器12；臺架2固定在固定座1上，定位梁5通過螺栓4與臺架2相連接，導向刻度桿6一端連接載荷度量塊7，電磁吸盤8固定在定位梁5內(nèi)側(cè)，電磁吸盤8通過線路9與電磁控制器10連接，電磁控制器10、紅外線感應(yīng)器11和能量識別器12分別安裝在臺架2內(nèi)外側(cè)。再利用實驗室采礦相似模型動態(tài)加載裝置，按以下步驟進行。

第一步，固定好實驗室采礦相似模型動態(tài)加載裝置，將相似模型裝置13放置在動態(tài)加載裝置里，并使相似模型處于載荷度量塊7正下方。

第二步，調(diào)整好定位梁5高度，選擇好載荷度量塊7，接通電源，使電磁吸盤8處于工作狀態(tài)，電磁吸盤8吸住載荷度量塊7，載荷度量塊7和導向刻度桿6在重力作用下自由落體，產(chǎn)生重力勢能對試驗裝置施加動態(tài)載荷。

第三步，紅外線感應(yīng)器11感應(yīng)到載荷度量塊7，信號傳遞到能量識別器12，并在能量識別器12上顯示出來。

為了保證使用效果，所述的臺架2下端設(shè)有固定座1，臺架2兩側(cè)設(shè)置有螺栓孔3，定位梁5高度根據(jù)試驗要求設(shè)定，并與臺架2之間通過螺栓4連接。