[实用新型]倾角可调的综放长壁顶煤放出三维模拟实验装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种倾角可调的综放长壁顶煤放出三维模拟实验装置，用于研究综放长壁采煤法工作面的顶煤运移规律。

背景技术

煤炭作为一次性基础能源在我国能源结构中占有70%以上的比例，其中厚煤层（厚度≥3.5m）的产量占据煤炭总量的45%左右，储量也约占全部煤层储量的44%，因此针对厚煤层的开采技术得到了较大的发展。

较之于分层开采和大采高，综放开采因具有高产、高效的优势而得到了广泛的应用，现已成为我国厚煤层的主要采煤方法。现有技术的综放开采存在的最根本的缺陷是顶煤回收率较低，因此如何对综放开采进行更合理的优化来提高顶煤回收率，是所属领域当前研究的热题。而散体顶煤放出规律的研究是顶煤开采研究的核心内容。

国内外对顶煤放出规律的研究，主要是通过有限元或者离散元数值模拟软件模拟，而现有技术的室内相似模拟实验一般采用水平相似模拟实验装置，所得试验数据和实验结论仅适用于水平情况下对现场的模拟，无法模拟不同赋存条件，不同角度煤层的状态。

发明内容

有鉴于此，本实用新型提供一种倾角可调的综放长壁顶煤放出三维模拟实验装置，通过调节实验装置箱体角度，模拟煤层倾角的变化，更加真实地还原出综放长壁采煤法的实际开采现场。

本实用新型采用的具体技术方案为：一种倾角可调的综放长壁顶煤放出三维模拟实验装置，包括实验装置箱体和实验装置底座。

所述实验装置箱体由左-右-后方的三面金属板和前方的玻璃板围成，所述玻璃板或者金属板上固定有实时显示抬升角度的双轴数显水平仪；所述底座包括平行设置的可抽动的不锈钢盒和角钢，分别代表煤层角钢和顶煤角钢，所述不锈钢盒和角钢的左侧通过综放支架连接，所述不锈钢盒和角钢均为纵向排列。

所述实验装置底座的四角设有二级平台，所述二级平台上安装有千斤顶，所述实验装置箱体放置于所述实验装置底座之上，并通过千斤顶抬升角度。

所述箱体与底座四周的接触边缘每侧设有两个门轴，作为抬升过程中的支点。

所述箱体的侧棱每隔20cm设有三角铁片，用于标示高度和加固所述箱体。

在所述金属板顶端加装吊装环，吊装架上设有滑轮，吊装铁链穿入吊装环中，滑轮通过吊装铁链吊住所述箱体。

所述玻璃板的厚度为19mm，所述玻璃板的内侧黏贴有防划膜。

所述模拟实验装置包含两组千斤顶，所述每组千斤顶由1号、2号和3号千斤顶组成，所述1号、2号和3号千斤顶为按照由小到大依次排列的型号，每次实验中同型号的两个千斤顶安装于相邻的一组二级平台上。

所述模拟实验装置可以实现综采放顶煤走向长壁采煤法55°以下任意煤层角度的模拟。

所述模拟实验装置可以实现综采放顶煤走向长壁采煤法45°-55°大倾角煤层开采的模拟。

所述模拟实验装置可以实现综采放顶煤倾斜长壁采煤法（包括仰斜和俯斜开采）33°以下任意煤层角度的模拟。

本实用新型产生的有益效果是：

1、由于实验装置倾角可以调节，通过抬升不同部位不同角度，可以模拟包括综放仰斜或俯斜长壁采煤法以及综放走向长壁采煤法开采时的不同赋存条件和角度下煤层的状态，更接近实际状态下的煤层开采，更有利于对综放开采散体放出规律的研究；

2、由于安装千斤顶设置了底座，而底座也使得实验装置高度提升，不需要实验人员趴在地上；三角铁片不仅加固了箱体，同时作为箱体内部的刻度标志，方便实验人员确定石子铺设高度，实时显示抬升角度的双轴数显水平仪，能够迅速准确读出抬升角度，减少了人力因素的介入程度，改善了工作条件和操作方便性。

附图说明

当结合附图考虑时，能够更完整更好地理解本实用新型。此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。

图1为本实用新型一种倾角可调的综放长壁顶煤放出三维模拟实验装置的主视图；

图2为本实用新型一种倾角可调的综放长壁顶煤放出三维模拟实验装置的左视图；

图3为本实用新型一种倾角可调的综放长壁顶煤放出三维模拟实验装置的仰斜长壁采煤法模拟抬升示意图；

图4为本实用新型一种倾角可调的综放长壁顶煤放出三维模拟实验装置的走向长壁采煤法模拟抬升示意图。

图中：1、实验装置底座21、金属板22、玻璃板23、不锈钢盒24、角钢25、综放支架26、二级平台3、千斤顶4、双轴数显水平仪5、三角铁片6、门轴7、吊装环8、楔形块。

具体实施方式