[發明專利]老采空區冒落帶破碎巖體二次變形壓實模擬實驗裝置

在審

• 申請號: 202010120106.0
• 申請日: 2020-02-26
• 公開（公告）號: CN111189713A
• 公開（公告）日: 2020-05-22
• 發明（設計）人: 溫蓬;郭文兵;譚毅;白二虎;郭明杰;馬志寶;楊偉強;王比比;李文端
• 申請（專利權）人: 河南理工大學
• 主分類號: G01N3/12
• 分類號: G01N3/12;G01N3/02;F16M11/32;F15B15/20
• 代理公司: 焦作市科彤知識產權代理事務所(普通合伙) 41133
• 代理人: 王甜

本發明公開了老采空區冒落帶破碎巖體二次變形壓實模擬實驗裝置，包括缸體、第一端蓋、閥門、液壓柱塞、第二端蓋、支架、位移傳感器和第二密封腔，所述缸體貫穿安裝在支架上并可以水平橫向轉動，所述閥門貫穿安裝在第一端蓋上，所述位移傳感器固定在第二端蓋與第一密封腔相背的一面，所述缸體的底部固定連接有四個連接塊，四個所述連接塊分別延伸至四個連接槽內并均通過連接機構相連接，所述支架的底部固定連接有四個支撐腿。本發明結構合理，不僅可以對支架進行穩定的支撐，也可以適用于不同的地形，保證支架處于水平，也方便對第一端蓋進行拆卸，方便對缸體的內部進行清洗，方便工作人員使用。

技術領域

本發明涉及模擬實驗裝置技術領域，尤其涉及老采空區冒落帶破碎巖體二次變形壓實模擬實驗裝置。

背景技術

煤炭資源的地下開采必然形成采空區和上覆巖體的冒落。實踐證明，煤層在開采結束后經過了長時間自然壓實,采空區及其上覆巖體會逐漸壓實穩定，但是實際上冒落帶中依然存在大量殘留裂隙空間。

當整個礦井開采結束或礦中的某個開采水平開采結束后，開采區內的地下水位會逐漸恢復。有些已基本穩定的沉陷區下部采空區巖體因地下水的作用，有可能會使原本處于相對平衡狀態下的區域出現“活化”，使裂隙帶巖體再軟化壓密，上覆巖體產生二次變形導致采空區上方地表出現二次沉陷，從而危及老采空區上方建(構)筑物的安全。老采空區因后期充水、荷載作用下導致冒落巖體軟化后受壓變形是老采空區“活化”的特征之一。為了研究老采空區的“活化”機理，研究采空區在荷載和充水條件下破碎巖體二次變形的規律，同時對于合理利用老采空區上方采煤塌陷區土地資源，提高土地利用率、緩解礦區土地資源緊張局面和保障老采空區上方地表建筑物安全方面具有重要指導意義。

現有技術公開了申請號為CN201320783166.6的煤礦老采空區冒落帶破碎巖體二次變形壓實模擬實驗裝置，其包括缸體；支架；第一、第二端蓋；閥門；液壓柱塞；位移傳感器；若干壓力傳感器；控制器；液壓泵。缸體安裝在支架上，缸體的一端安裝有第一端蓋，另一端安裝有液壓柱塞。第一端蓋與液壓柱塞密封住缸體的兩端使缸體內部形成收容待模擬巖體的第一密封腔，壓力傳感器分布在待模擬巖體上且其引線穿過第一端蓋與控制器連接。閥門安裝在第一端蓋上。液壓柱塞的一端收容在缸體內且為封閉端，另一端安裝有第二端蓋，第二端蓋密封液壓柱塞使液壓柱塞內部形成第二密封腔。液壓泵連接控制器并向第二密封腔內注液壓油以提供油壓，位移傳感器安裝在第二端蓋上且連接控制器。

上述專利不足之處在于，通過支架將缸體支撐時，支架通過螺絲固定到地面上，需要在地面上打孔等，增加了對支架支撐的繁瑣度，增加了工作人員的勞動量，為了更便于工作人員使用該模擬實驗裝置，因此我們設計了老采空區冒落帶破碎巖體二次變形壓實模擬實驗裝置來解決以上問題。

發明內容

本發明的目的是為了解決現有技術中存在的缺點，而提出的老采空區冒落帶破碎巖體二次變形壓實模擬實驗裝置，其不僅可以對支架進行穩定的支撐，也可以適用于不同的地形，保證支架處于水平，也方便對第一端蓋進行拆卸，方便對缸體的內部進行清洗，方便工作人員使用。

為了實現上述目的，本發明采用了如下技術方案：

老采空區冒落帶破碎巖體二次變形壓實模擬實驗裝置，包括缸體、第一端蓋、閥門、液壓柱塞、第二端蓋、支架、位移傳感器和第二密封腔，所述缸體貫穿安裝在支架上并可以水平橫向轉動，所述閥門貫穿安裝在第一端蓋上，所述缸體的兩端分別安裝有第一端蓋和液壓柱塞，所述第一端蓋、液壓柱塞和缸體之間形成第二密封腔，所述第二端蓋固定在液壓柱塞的另一端并與其形成第一密封腔，所述位移傳感器固定在第二端蓋與第一密封腔相背的一面，所述缸體的底部固定連接有四個連接塊，所述第一端蓋的上端設有四個連接槽，四個所述連接塊分別延伸至四個連接槽內并均通過連接機構相連接，所述支架的底部固定連接有四個支撐腿。

優選地，所述缸體的外壁套設有第一軸承，所述第一軸承與缸體之間過盈配合，所述支架固定在第一軸承的外壁上。