一种工作面煤壁稳定性控制模拟实验台制造技术

本实用新型专利技术公开了一种工作面煤壁稳定性控制模拟实验台。所述工作面煤壁稳定性控制模拟实验台，包括基座机构、承载机构、加压机构，基座机构设置有基座、调斜千斤顶、连接槽孔、连接轴，承载机构设置有承载台、侧护板、耳环、后罩、有机玻璃挡板、液压支架、反连接槽孔、连接孔、螺孔、螺杆角钢，加压机构设置有横梁、纵梁、加载千斤顶、加载板、拉杆、拉杆连接孔、紧固螺母。本实用新型专利技术通过基座机构、承载机构、加压机构的高效配合，实验中可得到不同采高、不同煤体强度、不同液压支架工作阻力、不同顶板压力下煤壁变形和破坏特征，达到精确测量煤壁稳定性与采高、煤体强度、液压支架工作阻力、顶板压力间的关系，为煤壁片帮防治、采场顶板载荷估算、三机配套选型等提供依据，实现采煤工作面安全高效开采。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术公开了一种工作面煤壁稳定性控制模拟实验台。所述工作面煤壁稳定性控制模拟实验台，包括基座机构、承载机构、加压机构，基座机构设置有基座、调斜千斤顶、连接槽孔、连接轴，承载机构设置有承载台、侧护板、耳环、后罩、有机玻璃挡板、液压支架、反连接槽孔、连接孔、螺孔、螺杆角钢，加压机构设置有横梁、纵梁、加载千斤顶、加载板、拉杆、拉杆连接孔、紧固螺母。本技术通过基座机构、承载机构、加压机构的高效配合，实验中可得到不同采高、不同煤体强度、不同液压支架工作阻力、不同顶板压力下煤壁变形和破坏特征，达到精确测量煤壁稳定性与采高、煤体强度、液压支架工作阻力、顶板压力间的关系，为煤壁片帮防治、采场顶板载荷估算、三机配套选型等提供依据，实现采煤工作面安全高效开采。【专利说明】一种工作面煤壁稳定性控制模拟实验台
本技术涉及矿山工程
，尤其涉及一种工作面煤壁稳定性控制模拟实验台。
技术介绍
近年来，随着综合机械化水平的不断提高，大采高综采技术逐渐成为我国厚煤层开采的重要发展方向。随着长壁工作面一次采出厚度越来越大，开采的强度越来越高，开采强度的提高也引发了一些新的问题，煤壁片帮、端面冒顶事故频繁发生，成为制约大采高工作面安全、高效快速推进的关键因素。煤壁片帮不仅会影响到安全生产的正常进行，同时也会对采场内工人的人身安全造成严重的威胁。因此，煤壁稳定性控制是大采高采场围岩控制的重点。国内外对煤壁稳定性的研究大都集中在理论分析和数值模拟和少量的二维平面物理模型上，很少对各因素影响下工作面煤壁稳定性进行系统研究。基于上述情况，迫切需要一种煤壁稳定性控制模拟实验台，达到精确测量煤壁稳定性与采高、煤体强度、液压支架工作阻力、顶板压力间的关系，确定在一定顶板压力及煤体强度下保持煤壁稳定性的合理采高、液压支架工作阻力，为煤壁片帮防治、采场顶板载荷估算、三机配套选型等提供依据，实现采煤工作面安全高效开采。
技术实现思路
本技术实施例的目的在于提出一种工作面煤壁稳定性控制模拟实验台，通过基座机构、承载机构、加压机构的高效配合，实验中可得到不同采高、不同煤体强度、不同液压支架工作阻力、不同顶板压力下煤壁变形和破坏特征，达到精确测量煤壁稳定性与采高、煤体强度、液压支架工作阻力、顶板压力间的关系，确定在一定顶板压力及煤体强度下保持煤壁稳定性的合理采高、液压支架工作阻力，为煤壁片帮防治、采场顶板载荷估算、三机配套选型等提供依据，实现工作面安全高效开采。为了实现上述目的，本技术采用如下技术方案: 一种工作面煤壁稳定性控制模拟实验台，包括: 基座机构，包括基座、调斜千斤顶、连接槽孔、连接轴；承载机构，包括承载台、侧护板、耳环、后罩、有机玻璃挡板、液压支架、反连接槽孔、连接孔、螺孔、螺杆、角钢；加压机构，包括横梁、纵梁、加载千斤顶、加载板、拉杆、拉杆连接孔、紧固螺母，所述调斜千斤顶下部与基座后部两侧相连，上部与承载台相连，所述基座利用连接槽孔与反连接槽孔通过连接轴与承载台前端铰链结，所述侧护板通过角钢与承载台焊接，所述耳环焊接于侧护板上端，所述后罩利用螺孔螺杆连接于侧护板后侧，所述有机玻璃挡板利用螺孔螺杆连接于侧护板前侦1所述横梁与侧护板焊接，所述纵梁后端与横梁焊接前端通过拉杆连接孔及紧固螺母与拉杆上端相连，所述拉杆下端通过连接孔及紧固螺母与承载台前端相连，所述加载千斤顶中部与纵梁焊接下端与加载板刚连接，所述液压支架置于承载台前端加载板下部紧邻有机玻璃挡板。 优选地，所述加载千斤顶置于纵梁中部，通过加载板对模拟煤壁进行自动微机控制加压。 优选地，所述液压支架由高强度不锈钢做成，根据实验要求具有一定初撑力，且能通过支柱的压缩变形显现出支架的工作阻力。 优选地，所述后罩利用周边螺孔及侧护板后端螺孔通过螺杆连接于侧护板后端，根据实验要求在风干实验模型时，拆卸后罩，加载时装上后罩。 优选地，所述有机玻璃挡板利用有机玻璃挡板周边螺孔及侧护板前端螺孔通过螺杆连接于侧护板前端，可根据实验要求进行安装、拆卸。 与现有相关装置相比，本技术具有如下优点: 本技术述及的工作面煤壁稳定性控制模拟实验台，调斜千斤顶可以调整模型角度模拟不同煤层倾角下的煤壁受力状态；有机玻璃挡板垂直方向具有刻度尺，承载台表面在垂直有机玻璃挡板方向具有刻度尺，可分别测量实验时煤壁的垂直和水平移动量；承载台利用加载板通过加载千斤顶夯实模拟煤体材料，并可在实验时给予煤壁不同的顶板压力，通过基座机构、承载机构、加压机构的高效配合，实验中可得到不同采高、不同煤体强度、不同液压支架工作阻力、不同顶板压力下煤壁变形和破坏特征，达到精确测量煤壁稳定性与采高、煤体强度、液压支架工作阻力、顶板压力间的关系，保障采煤工作面安全高效开采的目的。 【专利附图】【附图说明】 图1为本技术实施例中工作面煤壁稳定性控制模拟实验台的零部件图。 图2为本技术实施例中工作面煤壁稳定性控制模拟实验台的整体结构图。 图3为本技术实施例中工作面煤壁稳定性控制模拟实验台的工作状态图。 【具体实施方式】 结合图1、图2所示，一种工作面煤壁稳定性控制模拟实验台，包括基座机构、承载机构、加压机构及数据采集分析机构，通过各机构的高效配合，可测量出不同采高、不同煤体强度、不同液压支架工作阻力、不同顶板压力下煤壁变形和破坏特征。 基座机构中，所述调斜千斤顶12下部与基座11后部两侧相连，上部与承载台21相连，所述基座11利用连接槽孔13、反连接槽孔29通过连接轴4与承载台21前端铰链结； 承载机构中，所述侧护板26通过角钢28与承载台21焊接，所述耳环30焊接于侧护板26上端，所述后罩25利用螺孔24螺杆连接于侧护板26后侧，所述有机玻璃挡板27利用螺孔24螺杆连接于侧护板26前侧，所述液压支架23置于承载台21前端加载板37下部紧邻有机玻璃挡板27 ； 加压机构中，所述横梁36与侧护板26焊接，所述纵梁33后端与横梁36焊接前端通过拉杆连接孔34及紧固螺母31与拉杆32上端相连，所述拉杆32下端通过连接孔22及紧固螺母31与承载台21前端相连，所述加载千斤顶35中部与纵梁33焊接下端与加载板37刚连接。 结合图3所示，首先根据实验要求按照先基座机构然后承载机构然后加压机构的顺序依次组装实验台，并检查各机构的可靠性；然后将沙子、石膏、石灰、水混合好的材料通过打开的后罩25放入实验空间内，并通过有机玻璃挡板27表面的刻度尺控制混合材料高度；然后加压机构夯实模拟煤体材料；待模拟煤体材料成型后，再次利用加压机构进行逐级加压，同时观测记录垂直及水平形变量及破坏程度，最后得出相应结论。 其实验步骤大致如下: 1实验前对实验台各零部件进行安全检查，排除安全隐患，调整实验台至实验要求状态； I按照实验要求与相似比例利用沙子、石膏、石灰、水，配制模拟煤体材料； 0、按照几何相似比1:5~1:20的规格将配制的模拟煤体材料放入由承载台21、侧护板26、有机玻璃挡板27、后罩25形成的空间内； 么按照实验要求利用加载板37通过加载千斤顶35将模拟煤体材料夯实，静置12小时待煤壁成型，拆除有机玻璃挡板27和后罩25进行风干； 6、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种工作面煤壁稳定性控制模拟实验台，其特征在于：所述工作面煤壁稳定性控制模拟实验台包括：    基座机构，包括基座、调斜千斤顶、连接槽孔、连接轴；承载机构，包括承载台、侧护板、耳环、后罩、有机玻璃挡板、液压支架、反连接槽孔、连接孔、螺孔、螺杆、角钢；加压机构，包括横梁、纵梁、加载千斤顶、加载板、拉杆、拉杆连接孔、紧固螺母，所述调斜千斤顶下部与基座后部两侧相连，上部与承载台相连，所述基座利用连接槽孔与反连接槽孔通过连接轴与承载台前端铰链结，所述侧护板通过角钢与承载台焊接，所述耳环焊接于侧护板上端，所述后罩利用螺孔螺杆连接于侧护板后侧，所述有机玻璃挡板利用螺孔螺杆连接于侧护板前侧，所述横梁与侧护板焊接，所述纵梁后端与横梁焊接前端通过拉杆连接孔及紧固螺母与拉杆上端相连，所述拉杆下端通过连接孔及紧固螺母与承载台前端相连，所述加载千斤顶中部与纵梁焊接下端与加载板刚连接，所述液压支架置于承载台前端加载板下部紧邻有机玻璃挡板。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王家臣，孔德中，杨胜利，张通，蒋威，陈祎，
申请(专利权)人：中国矿业大学北京，
类型：新型
国别省市：北京;11