本發明提出一種相似模擬實驗材料的鋪設裝置和使用方法，鋪設裝置包括：相似模擬實驗臺架以及設置在相似模擬實驗臺架內的液壓推移千斤頂、導向橫梁、擠壓橫梁、兩根平行設置的導向軌道、固定梁和蓋板；液壓推移千斤頂位于導向軌道的上方，蓋板位于導向軌道的下方，導向軌道用于蓋板和導向橫梁移動；導向橫梁與擠壓橫梁連接固定，固定梁與導向橫梁對應平行設置，液壓推移千斤頂的兩端分別連接固定梁和導向橫梁，固定梁的兩端分別設有連接孔，固定梁的兩端分別通過連接孔與兩根導向軌道連接固定。本發明解決了傳統的垂直敲打、振動對下部已鋪設巖層強度、厚度產生影響的問題，通過設計新的鋪設裝置使鋪設過程不會對已鋪設好的本層巖體及下部巖層產生影響。

技術領域

本發明涉及煤炭領域，尤其涉及一種相似模擬實驗材料的鋪設裝置和使用方法。

背景技術

相似材料模擬試驗是以現場工程地質條件為基礎，采用相似理論、因次分析等方法在實驗室模擬再現工程現場的一種技術手段，廣泛應用于采礦工程、巖土工程等工程技術領域。實驗室相似材料與工程現場巖體材料在幾何尺寸、密度、強度等的相似性直接決定相似模擬試驗的成敗。

目前，相似模擬試驗的材料鋪設、壓實主要采用人工或振動機械完成，例如山東科技大學提出了一種用于相似材料模擬試驗的自動鋪料裝置及其使用方法(ZL201510889401.1)，通過振動電機進行相似材料的鋪設與振實；中國礦業大學(北京)提出了一種可模擬傾斜巖層的全自動相似模擬試驗裝置及方法(ZL201510689917.1)，能夠實現相似材料的自動鏟平、搗實等自動化鋪設。上述相似材料鋪設方法在一定程度上實現了相似材料鋪設的自動化，降低了人工勞動強度，但存在以下問題：

(1)由于大型三維相似模擬試驗臺在三個方向的尺寸均較大，傳統相似材料的鋪設、壓實方法很難保證鋪設巖層的厚度均勻、強度一致、層面平整；

(2)現有相似模擬材料主要采用振動方法(振動臺或人工敲打)進行相似材料的壓實，這種方法不僅會對本層巖層進行壓實，還會對已經壓實的巖層產生二次振動壓縮影響，導致鋪設巖層的幾何尺寸、力學參數與工程現場不符，嚴重影響相似模擬試驗結果的可靠性；

(3)現有相似模擬材料鋪設方法難以直接實現帶傾角巖層的鋪設，一般先將巖層鋪設為水平巖層，然后再將實驗臺傾斜一定角度，從而實現傾斜巖層的模擬。由于大型三維相似模擬實驗臺尺寸、重量等均較大，難以采用這種方法實現傾斜巖層的鋪設。

發明內容

基于以上問題，本發明提出一種相似模擬實驗材料的鋪設裝置和使用方法，解決了傳統的垂直敲打、振動對下部已鋪設巖層強度、厚度產生影響的問題，通過設計新的鋪設裝置使鋪設過程不會對已鋪設好的本層巖體及下部巖層產生影響。

本發明提出一種相似模擬實驗材料的鋪設裝置，包括：

相似模擬實驗臺架以及設置在相似模擬實驗臺架內的液壓推移千斤頂、導向橫梁、擠壓橫梁、兩根平行設置的導向軌道、固定梁和蓋板；

液壓推移千斤頂位于導向軌道的上方，蓋板位于導向軌道的下方，導向軌道用于蓋板和導向橫梁移動；

導向橫梁與擠壓橫梁連接固定，固定梁與導向橫梁對應平行設置，液壓推移千斤頂的兩端分別連接固定梁和導向橫梁，固定梁的兩端分別設有連接孔，固定梁的兩端分別通過連接孔與兩根導向軌道連接固定，兩個連接孔分別與兩根導向軌道連接的兩個固定點為液壓推移千斤頂提供兩個固定支點。

此外，所述裝置還包括可伸縮固定標尺，可伸縮固定標尺的兩端分別設有頂部固定孔和底部導向軌道固定孔，可伸縮固定標尺通過頂部固定孔和底部導向軌道固定孔分別與相似模擬實驗臺架和導向軌道連接固定。

此外，可伸縮固定標尺上設有標尺長度調整固定孔，用于調整和固定可伸縮固定標尺的長度。

此外，所述裝置包括兩個可伸縮固定標尺，每一個可伸縮固定標尺的兩端分別與相似模擬實驗臺架和導向軌道連接固定。