本发明专利技术公开了一种基于放顶煤模拟试验系统和试验方法，包括：基座；平台，与基座之间通过多个伸缩装置相联接，其中，多个伸缩装置能够独立或同步作伸缩运动；储料箱，固定联接在平台的上端面，且至少具有投料口和排料口；至少一个推送组件，沿着平台的纵向方向布置且与平台可相对运动地联接，用于将位于储料箱内的顶煤推送出排料口，其中，推送组件上具有用于称量被推送顶煤的称重传感器；支撑组件，具有挡煤板，挡煤板倾斜放置在排料口的下端，挡煤板上设置有振动传感器和声音传感器；输送组件，配置在挡煤板的下端，用于在横向方向上输送顶煤。该放顶煤模拟试验系统为现场实现智能化放煤提供理论基础。化放煤提供理论基础。化放煤提供理论基础。
【技术实现步骤摘要】
一种基于放顶煤模拟试验系统和试验方法
[0001]本专利技术涉及放顶煤开采
，尤其涉及一种基于放顶煤模拟试验系统和试验方法。
技术介绍
[0002]我国煤炭资源厚煤层储量十分丰富，占已探明的煤炭储量的45％，而厚煤层的产量占总产量的40％—50％，厚煤层的合理开发对我国煤炭行业的发展有着重要影响。放顶煤采煤法就是在厚煤层中，沿煤层底部布置一个采高2m—3m的长壁工作面，用综合机械化采煤工艺进行回采，利用矿山压力的作用或辅以松动爆破等方法，使顶煤破碎成散体后，通过支架后方或上方的“放煤窗口”放出，并由后部刮板输送机运出工作面。综合机械化放顶煤开采是一种高产、高效、低耗、适应性强的厚煤层开采方式，因此放顶煤技术的研究和推广对我国煤炭工业的发展具有特别重要的意义。但是，如何根据煤炭放落程度确定放煤口放煤时间是综采放顶煤实现智能化开采过程中遇到的难题，目前顶煤放落全部是靠人工目测来判断控制。由于采煤工作面灰尘大，条件恶劣，致使现场操作工人安全问题突出，并且人工很难准确判断顶煤放落程度，不可避免地导致放煤过程中出现过放和欠放状况。再者，随着采煤工作面产量的增加，需要提高液压支架移架速度，而提高移架速度的有效方法是采用自动程序控制电液放顶煤支架代替人工手动控制的放顶煤支架。人工目测判断顶煤放落程度、手动控制放煤口启闭的方法已不再适用电液放顶煤支架操作需要。因此煤矸界面的自动识别成为控制放煤时间的关键技术，是实现自动控制放煤口启闭和完善放顶煤开采自动化、智能化的基础，是提高煤炭开采率、提高煤炭质量、降低开采成本的重要手段。<br/>[0003]随着我国煤矿智能化发展进程的推进，为实现综采放顶煤工作面无人化生产，必须达到综采放顶煤工作面放煤信息的全面采集、精准分析，以此为基础方能够有效地解决综采放顶煤工艺中煤矸识别的“瓶颈”问题。目前针对综采放顶煤技术煤矸识别技术主要有人工伽马射线、自然伽马射线、振动识别技术、激光粉尘照相、图像信息处理、视频摄像技术等。虽然，上述各种煤矸界面识别方法均取得一定成效，但是由于井下环境十分复杂，从单一技术手段去分析很难准确判断煤矸界限，实际应用效果并不理想。又因为综采放顶煤工作面地质环境的多变性、放煤工艺参数的多样性、工作面设备类型复杂性等因素的影响致使现有的煤矸识别方法适应性更差。因此，为了全面采集放煤过程中的参数信息，急需研发可以模拟上述复杂条件的放顶煤模拟设备，并基于此研究适应性更高的煤矸识别技术。
技术实现思路
[0004]本方案针对上文提出的问题和需求，本专利技术的一个目的在于提出一种基于放顶煤模拟试验系统和试验方法，由于采取了如下技术特征而能够实现上述技术目的，并带来其他多项技术效果。
[0005]本专利技术的另一个目的在于提出一种具有上述基于放顶煤模拟试验系统的试验方法。
[0006]根据本专利技术第一方面的一种基于放顶煤模拟试验系统，包括：
[0007]基座；
[0008]平台，与所述基座之间通过多个伸缩装置相联接，其中，多个所述伸缩装置能够独立或同步作伸缩运动；
[0009]储料箱，固定联接在所述平台的上端面，且至少具有投料口和排料口；
[0010]至少一个推送组件，沿着平台的纵向方向布置且与所述平台可相对运动地联接，用于将位于储料箱内的顶煤推送出排料口，其中，所述推送组件上具有用于称量被推送顶煤的称重传感器；
[0011]支撑组件，具有挡煤板，所述挡煤板倾斜放置在所述排料口的下端，所述挡煤板上设置有振动传感器和声音传感器；
[0012]输送组件，配置在所述挡煤板的下端，用于在横向方向上输送由支撑组件落下的顶煤；
[0013]其中，所述伸缩装置上安装有用于拍摄顶煤由排料口落至挡煤板的图像信息的红外高速摄像机。
[0014]在本专利技术的一个示例中，所述平台的其中一侧边还配置一挡板；其中，所述挡板的一端与所述基座活动联接，其另一端突出所述平台的上端面；
[0015]在所述插接槽外部的挡板上配置有多个与所述平台运动轨迹相对应的限位卡槽；
[0016]其中，所述平台上适于配置一与所述限位卡槽相适配的限位块；
[0017]其中，多个所述限位卡槽之间为等间隔弧度设置。
[0018]在本专利技术的一个示例中，所述基座上配置有插接槽，所述挡板适于插接至所述插接槽内；
[0019]当多个所述伸缩装置同时作伸缩运动时，所述挡板能够相对于所述插接槽作伸缩运动；
[0020]当多个所述伸缩装置独立作伸缩运动时，所述挡板能够相对于所述插接槽作转动运动。
[0021]在本专利技术的一个示例中，所述推送组件包括：
[0022]盖板，沿着所述平台的纵向方向布置且与所述平台可滑动地联接；
[0023]驱动件，适于与所述盖板相联接，用于驱动所述盖板沿着纵向方向往复运动。
[0024]在本专利技术的一个示例中，沿着所述平台的纵向方向布置拉杆，所述盖板与所述拉杆之间可相对滑动地联接；
[0025]其中，所述驱动件的一端与所述盖板相联接，其另一端与所述平台相联接。
[0026]在本专利技术的一个示例中，所述推送组件包括多个，且多个推送组件沿着横向方向间隔布置在所述平台上。
[0027]在本专利技术的一个示例中，所述支撑组件还包括：
[0028]防护架，所述挡煤板的一端与所述防护架铰接联接；
[0029]支撑杆，其一端与所述挡煤板的另一端铰接联接，其另一端与所述防护架铰接联接。
[0030]在本专利技术的一个示例中，所述支撑杆包括：第一套管、第二套管和伸缩杆，
[0031]所述第一套管与挡煤板或所述防护架铰接联接，所述第二套管与所述防护架或挡
煤板铰接联接；
[0032]所述伸缩杆可调节地联接在所述第一套管和所述第二套管之间以延长或缩短所述支撑杆的长度。
[0033]在本专利技术的一个示例中，所述伸缩杆包括：第一螺杆、第二螺杆和旋钮，
[0034]所述旋钮与所述第一螺杆和所述第二螺杆固定联接；
[0035]所述第一套管开设有第一螺纹孔，所述第一螺杆与所述第一螺纹孔相配合；
[0036]所述第二套管开设有第二螺纹孔，所述第二螺杆与所述第二螺纹孔相配合；
[0037]其中，所述第一螺纹孔与所述第二螺纹孔旋向相反，所述第一螺杆与所述第二螺杆旋向相反。
[0038]根据本专利技术第二方面的一种基于放顶煤模拟试验方法，包括如下步骤：
[0039]S10：根据实验所需控制的单一变量，根据具体的实验条件及现场条件，计算确定模拟岩层的参数比例及大小；通过对现场煤矸样品的测量和实验，根据实验要求选取合适的散体材料作为实验材料来模拟破碎的顶煤和矸石；
[0040]S20：根据实验方案设计煤层结构、矸石类型、含矸率的开采条件，在储料箱内按照实验方案设定的厚度和顺序依次铺设散体材料，来模拟破碎的煤层和直接顶，将顶煤煤矸选取三个粒径大小不同的级别；
[0041]S30：通过操控至少一个推送组件从而实现单轮顺序放煤、本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于放顶煤模拟试验系统，其特征在于，包括：基座(10)；平台(20)，与所述基座(10)之间通过多个伸缩装置(30)相联接，其中，多个所述伸缩装置(30)能够独立或同步作伸缩运动；储料箱(50)，固定联接在所述平台(20)的上端面，且至少具有投料口(51)和排料口(52)；至少一个推送组件(60)，沿着平台(20)的纵向方向布置且与所述平台(20)可相对运动地联接，用于将位于储料箱(50)内的顶煤推送出排料口(52)，其中，所述推送组件(60)上具有用于称量被推送顶煤的称重传感器(61)；支撑组件(70)，具有挡煤板(71)，所述挡煤板(71)倾斜放置在所述排料口(52)的下端，所述挡煤板(71)上设置有振动传感器(74)和声音传感器(75)；输送组件(80)，配置在所述挡煤板(71)的下端，用于在横向方向上输送由支撑组件(70)落下的顶煤；其中，所述伸缩装置(30)上安装有用于拍摄顶煤由排料口(52)落至挡煤板(71)的图像信息的红外高速摄像机(76)。2.根据权利要求1所述的基于放顶煤模拟试验系统，其特征在于，所述平台(20)的其中一侧边还配置一挡板(40)；其中，所述挡板(40)的一端与所述基座(10)活动联接，其另一端突出所述平台(20)的上端面；在所述插接槽(11)外部的挡板(40)上配置有多个与所述平台(20)运动轨迹相对应的限位卡槽(42)；其中，所述平台(20)上适于配置一与所述限位卡槽(42)相适配的限位块；其中，多个所述限位卡槽(42)之间为等间隔弧度设置。3.根据权利要求2所述的基于放顶煤模拟试验系统，其特征在于，所述基座(10)上配置有插接槽(11)，所述挡板(40)适于插接至所述插接槽(11)内；当多个所述伸缩装置(30)同时作伸缩运动时，所述挡板(40)能够相对于所述插接槽(11)作伸缩运动；当多个所述伸缩装置(30)独立作伸缩运动时，所述挡板(40)能够相对于所述插接槽(11)作转动运动。4.根据权利要求1所述的基于放顶煤模拟试验系统，其特征在于，所述推送组件(60)包括：盖板(62)，沿着所述平台(20)的纵向方向布置且与所述平台(20)可滑动地联接；驱动件，适于与所述盖板(62)相联接，用于驱动所述盖板(62)沿着纵向方向往复运动。5.根据权利要求4所述的基于放顶煤模拟试验系统，其特征在于，沿着所述平台(20)的纵向方向布置拉杆(63)，所述盖板(62)与所述拉杆(63)之间可相对滑动地联接；其中，所述驱动件的一端与所述盖板(62)相联接，其另一端与所述平台(20)相联接。6.根据权利要求1所述的基于放顶煤模拟试验系统，其特征在于，所述推送组件(60)包括多个，且多个推送组件(60)沿着横向方向间隔布置在...
【专利技术属性】
技术研发人员：吕嘉锟，万志军，王骏辉，张源，余坤，师鹏，张朝阳，
申请(专利权)人：中国矿业大学，
类型：发明
国别省市：
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