[發明專利]適用不同架型液壓支架的采煤工作面相似模擬實驗臺

在審

• 申請號: 201810291206.2
• 申請日: 2018-04-03
• 公開（公告）號: CN108827673A
• 公開（公告）日: 2018-11-16
• 發明（設計）人: 彭瑞;朱建明;歐陽振華;趙啟峰;陳莞陽;王一哲;王柳茜;方媚齡;譚林斌;姜士源;董秋琪;鄒文棟
• 申請（專利權）人: 華北科技學院
• 主分類號: G01M99/00
• 分類號: G01M99/00
• 代理公司: 合肥維可專利代理事務所(普通合伙) 34135
• 代理人: 吳明華

1.一種適用不同架型液壓支架的采煤工作面相似模擬實驗臺，包括底座(1)，其特征在于，所述底座(1)包括梯臺(2)和穩定塊(3)，并且梯臺(2)的頂部開設有凹槽(4)，所述梯臺(2)和穩定塊(3)的頂部均轉動連接有旋轉裝置(18)，并且旋轉裝置(18)的頂部活動連接有液壓加載裝置(5)。

2.根據權利要求1所述的適用不同架型液壓支架的采煤工作面相似模擬實驗臺，其特征在于，所述旋轉裝置(18)的包括可旋轉連接支座(21)，并且可旋轉連接支座(21)的頂部轉動連接有支撐千斤頂(22)，所述支撐千斤頂(22)的頂部通過可旋轉連接支座(21)與液壓加載裝置(5)的表面轉動連接。

3.根據權利要求1所述的適用不同架型液壓支架的采煤工作面相似模擬實驗臺，其特征在于，所述液壓加載裝置(5)包括加載頂梁(7)，并且加載頂梁(7)的表面通過高強度螺栓(8)鉸接有帶孔立柱(6)，所述加載頂梁(7)的底部設置有加載千斤頂(9)，所述加載千斤頂(9)的底部固定有液壓活柱(10)，并且液壓活柱(10)的底端固定連接有承壓板(11)，所述帶孔立柱(6)的表面通過連接板與可旋轉連接支座(21)的表面固定連接，并且液壓加載裝置(5)的內部放置有多功能液壓支架(12)。

4.根據權利要求3所述的適用不同架型液壓支架的采煤工作面相似模擬實驗臺，其特征在于，所述多功能液壓支架(12)包括頂板(13)，并且頂板(13)的表面轉動連接有掩護板(15)，所述掩護板(15)的底部通過連桿(16)轉動連接有底板(14)，并且底板(14)的頂部通過液壓活柱(10)與頂板(13)的底部轉動連接，所述頂板(13)的頂部和底板(14)的底部均放置有模擬巖層(17)。

5.根據權利要求3所述的適用不同架型液壓支架的采煤工作面相似模擬實驗臺，其特征在于，所述液壓活柱(10)的表面分別固定有應變采集器(27)和壓力采集器(28)，并且應變采集器(27)和壓力采集器(28)的輸出端均與信號集成器(29)的輸入端連接，所述信號集成器(29)的輸出端與曲線分系儀(31)的輸入端連接。

6.根據權利要求1所述的適用不同架型液壓支架的采煤工作面相似模擬實驗臺，其特征在于，所述模擬巖層(17)的表面固定有聲波信號采集器(25)，并且聲波信號采集器(25)的輸出端與聲波轉換器(26)的輸入端連接，所述聲波轉換器(26)的輸出端與裂隙信號分析儀(30)的輸入端連接。

7.根據權利要求1所述的適用不同架型液壓支架的采煤工作面相似模擬實驗臺，其特征在于，所述梯臺(2)的高度高于穩定塊(3)和凹槽(4)的高度。

8.如權利要求1-7任一項所述的適用不同架型液壓支架的采煤工作面相似模擬實驗臺的實驗方法，其特征在于，包括如下步驟；

步驟一，將加載頂梁(7)通過高強度螺栓(8)鉸接在帶孔立柱(6)的合適位置上，保證可以沿著帶孔立柱(6)上下移動，在加載頂梁(7)下方布置加載千斤頂(9)，將承壓板(11)安裝在加載千斤頂(8)的液壓活柱(10)下，保證加載頂梁(7)和承壓板(11)的高度合適；

步驟二，待液壓加載裝置(5)組裝完成后，并固定在底座(1)的旋轉裝置18上，通過可旋轉連接支座(21)和支撐千斤頂(22)，保證液壓加載裝置(5)具有一定的轉動空間；

步驟三，根據實際工況，選擇不同材料的板模擬巖層(17)放置在多功能液壓支架(12)的頂板(13)上方和底板(14)下方，并且保證板模擬巖層(17)能夠與頂板(13)上方和底板(14)下方充分接觸；

步驟四，將應變采集器(27)黏貼在加載千斤頂(9)的液壓活柱(10)上，將壓力采集器(28)黏彈在多功能液壓支架(12)的液壓活柱(10)上，將聲波信號采集器(25)黏貼在模擬巖層(17)的外側，保證應變采集器(27)、壓力采集器(28)和聲波信號采集器(28)的黏貼牢固，有利于信號采集的精準度，提高信號輸出的穩定性；

步驟五，通過加載千斤頂(9)控制液壓加載裝置(5)的加載力大小，模擬不同埋深條件；通過伸縮支撐千斤頂(22)的液壓活柱(10)的長度，模擬不同傾角的采煤工作面；

步驟六，通過變換多功能液壓支架(12)的頂板(13)、底板(14)、掩護板(15)和液壓活柱(10)以及連桿(16)兩兩之間的鉸接位置，模擬不同架型液壓支架；

步驟七，將應變采集器(27)、壓力采集器(28)采集到的應變、壓力信號經過信號集成(29)，將測試的“圍巖-支護”特征曲線信息傳輸給曲線分析儀(31)進行分析處理，將聲波信號采集器(25)，采集到的聲波信號經聲波轉換器(26)，傳輸到裂隙信號分析儀(30)，獲得模擬采煤工作面的裂隙發育情況和斷裂步距，再通過分析系統進行分析和判斷。