[發明專利]單顆粒煤矸沖擊振動試驗裝置及其應用

有效

• 申請號: 201711146307.2
• 申請日: 2017-11-17
• 公開（公告）號: CN107748204B
• 公開（公告）日: 2023-06-23
• 發明（設計）人: 曾慶良;楊揚;張鑫;高魁東;王亮;尹廣俊;逯振國;孟昭勝;江守波;李旭;戴漢政;劉文婷
• 申請（專利權）人: 山東科技大學
• 主分類號: G01N29/04
• 分類號: G01N29/04
• 代理公司: 濟南金迪知識產權代理有限公司 37219
• 代理人: 顏洪嶺

本發明涉及一種單顆粒煤矸沖擊振動試驗裝置及其應用，包括由下而上依次設置的振動臺、門架及牽拉裝置，所述門架上設置有落煤裝置和觸發裝置，所述牽拉裝置與落煤裝置連接，通過牽拉裝置拉放落煤裝置實現落煤裝置在門架上的升降，當落煤裝置向上升起與觸發裝置接觸時，觸發裝置打開落煤裝置使落煤裝置內的試樣下落，下落的試樣砸在振動臺上完成沖擊振動試驗。本發明試驗裝置，事先將試樣放置在落煤裝置上，再通過牽拉裝置將落煤裝置拉升到試驗高度，觸發裝置觸動落煤裝置上的開關使試樣落下，下落后的試樣砸在振動臺上，通過獲取下落試樣及砸落后振動臺的各項參數來進行后續的數據分析。

技術領域

本發明涉及一種單顆粒煤矸沖擊振動試驗裝置及其應用，屬于煤礦開采技術領域。

背景技術

煤炭在我國能源中處于主導地位，關乎國民工業和農業的發展，在整個國民經濟中具有舉足輕重的地位。煤炭開采技術的發展是提高煤炭開采率的重要措施，是提高煤炭產量的重要手段。同時，煤炭開采自動化有利于改善工人勞動條件，降低人身傷亡事故，提高勞動生產效率。厚煤層約占我國煤炭總儲量的44.8％。每年近30億噸煤炭中的相當一部分是采用放頂煤的方法開采出來，因此放頂煤技術的研究和推廣對我國煤炭工業的發展具有特別重要的意義。目前在綜采自動化放頂煤開采過程中，頂煤放落主要是依靠人工目測來判斷控制，由于采煤工作面灰塵大，條件惡劣，帶來現場操作工人安全問題，且人工難以準確判斷頂煤放落程度，不可避免地導致放煤過程的過放狀況和欠放狀況，如何根據煤炭放落程度確定放煤口放煤時間是綜采放頂煤開采過程中遇到的難題。隨著采煤工作面產量增加，需要提高液壓支架移架速度，手動控制放煤口啟閉的方法已不再適用電液放頂煤支架操作需要。煤矸界面的自動識別是實現自動控制放煤口啟閉和放頂煤開采自動化的基礎，它因此成為了煤炭生產過程中的一項基礎性課題。

現階段放頂煤開采過程中煤矸自動識別方法的研究多在射線識別和圖像識別領域，其識別效率較低，現場干擾因素較大。煤與矸石雖都屬于巖石，但是其物理屬性相差較大，落煤過程中沖擊液壓支架時會產生不同的振動響應信號，若以這些振動響應信號為基礎，采取科學的方法將其分辨出來并加以利用，可為放頂煤開采中的煤矸識別提供一種新思路。近幾年，國內部分學者開展了基于尾梁振動信號的煤矸界面識別方法研究，取得了很有效的成果，通過對信號處理和特征提取，已能在實驗室中較準確地識別煤矸界面，但是離實際工程應用還有很大的差距，識別方法也并不完善。同時，由于相關理論的缺失，嚴重制約了基于數據分析進行放頂煤開采煤矸識別的理論發展與煤矸識別技術的實際應用。為清晰地了解在各種現場條件下信號產生的本質原因及真實傳播規律，在研究過程中，需要對巖石與煤沖擊尾梁時的振動特征進行定量分析，但是現階段缺乏合理的實驗裝置，用以驗證和輔助研究。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明提供一種單顆粒煤矸沖擊振動試驗裝置。

本發明還提供上述單顆粒煤矸沖擊振動試驗裝置的使用方法。

本發明的技術方案如下：

單顆粒煤矸沖擊振動試驗裝置，包括由下而上依次設置的振動臺、門架及牽拉裝置，所述門架上設置有落煤裝置和觸發裝置，所述牽拉裝置與落煤裝置連接，通過牽拉裝置拉放落煤裝置實現落煤裝置在門架上的升降，當落煤裝置向上升起與觸發裝置接觸時，觸發裝置打開落煤裝置使落煤裝置內的試樣下落，下落的試樣砸在振動臺上完成沖擊振動試驗。本發明試驗裝置，事先將試樣放置在落煤裝置上，再通過牽拉裝置將落煤裝置拉升到試驗高度，觸發裝置觸動落煤裝置上的開關使試樣落下，下落后的試樣砸在振動臺上，通過獲取下落試樣及砸落后振動臺的各項參數來進行后續的數據分析。

優選的，所述振動臺的底部設有一T型臺。此設計的好處在于，設置一個寬大的T型臺，能夠增加整個試驗裝置的穩定性，確保后續試驗過程中各項參數的準確性。