[實(shí)用新型]大傾角煤層支架與圍巖系統(tǒng)四維物理模擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201820830582.X
• 申請(qǐng)日: 2018-05-30
• 公開（公告）號(hào): CN208781484U
• 公開（公告）日: 2019-04-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 羅生虎
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安科技大學(xué)
• 主分類號(hào): G09B25/00
• 分類號(hào): G09B25/00
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 姚詠華

本實(shí)用新型公開了一種大傾角煤層支架與圍巖系統(tǒng)四維物理模擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，包括外固定框架和設(shè)在外固定框架中部的固定框架橫梁，以及設(shè)在外固定框架底部并支撐加載框架轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)支座和轉(zhuǎn)動(dòng)油缸；在加載框架中鋪設(shè)有模擬煤層，在加載框架頂部設(shè)若干排頂板加載油缸，在模擬煤層的右方分別設(shè)若干個(gè)上端頭加載油缸和支架加載油缸，左邊設(shè)移動(dòng)采場位置油缸；在外固定框架上設(shè)有弧形導(dǎo)軌，通過轉(zhuǎn)動(dòng)油缸對(duì)加載框架施力，加載框架沿外固定框架變化實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定轉(zhuǎn)動(dòng)；通過調(diào)節(jié)頂板加載油缸和移動(dòng)采場位置油缸，使得頂板加載油缸在加載框架下始終保持豎直方向加載。該平臺(tái)為模擬大傾角煤層四維支架?圍巖系統(tǒng)中的支架的工作狀況與失穩(wěn)狀態(tài)研究提供了有力條件。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種礦山煤層開采實(shí)驗(yàn)裝置，特別是一種大傾角煤層支架與圍巖系統(tǒng)四維物理模擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。

背景技術(shù)

眾所周知，大傾角煤層走向長壁工作面圍巖應(yīng)力分布的復(fù)雜性導(dǎo)致了“支架-圍巖”系統(tǒng)由“穩(wěn)態(tài)”系統(tǒng)成了“非穩(wěn)態(tài)”系統(tǒng)，將一般意義上的支架通過工作阻力對(duì)頂板的控制延伸到了支架既需要通過工作阻力對(duì)頂?shù)装暹M(jìn)行控制，又需要通過工作阻力與結(jié)構(gòu)特性的有機(jī)結(jié)合對(duì)自身及“支架-圍巖”系統(tǒng)的穩(wěn)定性進(jìn)行控制。不僅如此，在大傾角偽俯斜工作面，支架受到采空區(qū)矸石沿偽俯斜方向的作用，同時(shí)支架與前方煤壁接觸，使“支架-圍巖”系統(tǒng)穩(wěn)定性更加復(fù)雜，導(dǎo)致了大傾角工作面支架穩(wěn)定性難以控制。

實(shí)用新型內(nèi)容

為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述缺陷，本實(shí)用新型的目的在于提供一種大傾角煤層“支架-圍巖”系統(tǒng)四維物理模擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，該平臺(tái)可模擬大傾角煤層四維“支架-圍巖”系統(tǒng)中的支架的工作狀況與失穩(wěn)狀態(tài)。為有效研究大傾角工作面四維“支架-圍巖”系統(tǒng)穩(wěn)定性提供了有力條件。對(duì)于研究大傾角煤層安全高效開采有很大的促進(jìn)作用。

本實(shí)用新型是通過下述技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的。

一種大傾角煤層支架與圍巖系統(tǒng)四維物理模擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，包括外固定框架和設(shè)在外固定框架中部的固定框架橫梁，以及設(shè)在外固定框架底部并支撐加載框架轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)支座和轉(zhuǎn)動(dòng)油缸；在加載框架中鋪設(shè)有模擬煤層，在加載框架頂部設(shè)若干排角度左右可調(diào)、加載到模擬煤層上的頂板加載油缸，在模擬煤層的右方分別設(shè)若干個(gè)角度上下可調(diào)的上端頭加載油缸和支架加載油缸，左邊設(shè)移動(dòng)采場位置油缸；

在外固定框架上設(shè)有弧形轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)軌，通過轉(zhuǎn)動(dòng)油缸對(duì)加載框架施力，通過加載框架沿外固定框架0～60°范圍變化實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定轉(zhuǎn)動(dòng)；通過調(diào)節(jié)和移動(dòng)采場位置油缸，使得頂板加載油缸在加載框架0～60°范圍變化時(shí)始終保持豎直方向加載。

對(duì)于上述技術(shù)方案，本實(shí)用新型還有進(jìn)一步優(yōu)選的方案：

進(jìn)一步，所述頂板加載油缸通過承壓板施加在模擬煤層上方的頂板上，頂板下方還設(shè)有若干支架，若干支架沿頂板垂直間隔平行分布，模擬煤層和支架下方設(shè)有底板，底板沿加載框架內(nèi)框底部呈傾斜角度分布。

進(jìn)一步，所述頂板加載油缸通過承壓板直接施加在模擬煤層上，承壓板下方的若干支架沿承壓板垂直間隔平行分布，支架直接放置在加載框架內(nèi)框底部。

進(jìn)一步，在加載框架內(nèi)框頂部設(shè)有若干排頂板加載油缸，加載框架右側(cè)設(shè)有與每排頂板加載油缸對(duì)應(yīng)的上端頭加載油缸和支架加載油缸；每個(gè)加載油缸與各排頂板加載油缸連接的頂板或支架相接，支架加載油缸上鉸接有支架后方的油缸承壓板。

進(jìn)一步，所述設(shè)在外固定框架中部的固定框架橫梁在上下四個(gè)方向各分布有一根，外固定框架由上部帶有傾斜板的框架梁構(gòu)成，由外固定框架和固定框架橫梁共同構(gòu)成實(shí)驗(yàn)平臺(tái)框架。

進(jìn)一步，在所述外固定框架上設(shè)有兩個(gè)弧形轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)軌，在加載框架兩個(gè)相對(duì)邊框上設(shè)有對(duì)應(yīng)的導(dǎo)軌滾軸，加載框架的導(dǎo)軌滾軸沿弧形轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)軌移動(dòng)。

本實(shí)用新型的有益效果在于：