[实用新型]一种用于物理相似模拟实验的测力支架模型

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种测力支架模型，尤其是涉及一种用于物理相似模拟实验的测力支架模型。

背景技术

采矿物理相似模拟实验是利用相似材料，依据现场地质资料、煤岩层柱状图和煤岩物理力学等参数，将现场工程研究对象按照一定的比例缩制成实验模型，再在模型上开挖各类工程，如矿山巷道和硐室、长壁采场等，通过对工程过程的模拟，观察和研究工程围岩体的变形、移动和破坏等力学现象，以及作用于支护结构上的力。

在实验室利用相似材料模型来研究不同倾角(0°～55°)煤层工作面开采过程中覆岩的运移规律以及工作面支架载荷，对现场支架选型及支护阻力的确定具有指导意义。在以往的模拟实验中也有一些按合理的相似比缩制而成的支架模型，但是除了对工作面顶板具有支撑作用外，无法实时准确地测量支架的工作阻力。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种用于物理相似模拟实验的测力支架模型，其结构设计合理、使用操作简便、支架高度调整方便且使用效果好，不仅能对工作面顶板进行支撑，而且能实时准确地测量支架的工作阻力。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种用于物理相似模拟实验的测力支架模型，其特征在于：包括呈水平向布设的支架底座、位于支架底座上方且呈水平向布设的顶梁、支撑于支架底座与顶梁之间的多根立柱、布设在顶梁后侧斜下方的掩护梁、布设在掩护梁的下端部与支架底座的后端部之间的尾梁、布设在支架底座侧部且对支架底座上所承受的侧推力进行实时检测的底座侧向传感器、布设在掩护梁侧部且对掩护梁上所承受的侧推力进行实时检测的掩护梁侧向传感器、布设在顶梁侧部且对顶梁上所承受的侧推力进行实时检测的顶梁侧向传感器、分别布设在多根所述立柱上且对所布设立柱上所承受的荷载进行实时检测的多个立柱荷载传感器以及对底座侧向传感器、掩护梁侧向传感器、顶梁侧向传感器和多个所述立柱荷载传感器实时所检测信号进行同步采集及分析处理的数据采集及测试系统，多根所述立柱均呈平行布设，所述底座侧向传感器、掩护梁侧向传感器、顶梁侧向传感器和多个所述立柱荷载传感器均与数据采集及测试系统进行电连接；多根所述立柱上均设置有高度调节装置，且多根所述立柱的结构和尺寸均相同；所述顶梁、掩护梁和尾梁之间通过高度调节机构组装为一体，且所述高度调节装置和所述高度调节机构组成对顶梁的支撑高度进行调节的高速调节系统。

上述一种用于物理相似模拟实验的测力支架模型，其特征是：所述高度调节机构为由连杆一、连杆二、连杆三和连杆四组成的四连杆机构，所述连杆一安装在尾梁上且其与尾梁呈平行布设，所述连杆二安装在掩护梁上且其与掩护梁呈平行布设，所述连杆三安装在顶梁上且其与顶梁呈平行布设，所述连杆一的下端部以铰接方式安装在支架底座的后端部且其上端部与所述连杆二的下端部之间以铰接方式进行连接，所述连杆二的上端部与所述连杆三的后端部之间以铰接方式进行连接，且所述连杆四的上下端部分别以铰接方式安装在所述连杆二后侧和支架底座后侧。

上述一种用于物理相似模拟实验的测力支架模型，其特征是：所述立柱的上端部与顶梁底部之间通过调整丝杠进行连接，且其下端部以铰接方式安装在支架底座上。

上述一种用于物理相似模拟实验的测力支架模型，其特征是：所述高度调节装置为安装在调整丝杠上且对所述立柱上端部与顶梁底部之间的距离进行调整的调整螺母。

上述一种用于物理相似模拟实验的测力支架模型，其特征是：所述立柱的上端部和/或顶梁底部对应设置有供调整丝杠安装的内螺纹套筒。

上述一种用于物理相似模拟实验的测力支架模型，其特征是：多根所述立柱、掩护梁和尾梁均呈倾斜向布设。

上述一种用于物理相似模拟实验的测力支架模型，其特征是：所述立柱的数量为两根，且两根所述立柱分别为对称布设在支架底座与顶梁之间的左立柱一和右立柱一；所述立柱荷载传感器的数量为两个。

上述一种用于物理相似模拟实验的测力支架模型，其特征是：所述立柱的数量为四根，且四根所述立柱分别为左立柱二、右立柱二、左立柱三和右立柱三，所述左立柱二和所述右立柱二对称布设在支架底座与顶梁之间，且左立柱三和所述右立柱三对称布设在支架底座与顶梁之间；所述立柱荷载传感器的数量为四个。

上述一种用于物理相似模拟实验的测力支架模型，其特征是：所述左立柱三布设在左立柱二的正后方，且所述右立柱三布设在所述右立柱二的正后方。