[发明专利]一种顶煤放出率与矿压显现关系实验台及应用方法

权利要求书

1.一种顶煤放出率与矿压显现关系实验台，其特征在于：所述顶煤放出率与矿压显现关系实验台包括：

    骨架机构，包括连接模板、连接块、挤压螺钉、钢梁、加压螺杆、加压千斤顶、四角支柱、模板托架、连接孔，所述挤压螺钉通过螺空固定于连接块上并通过其挤压作用将连接模板固定于连接块内，所述连接模板根据实验要求的高度叠放于模板托架上，所述模板托架刚连接于四角支柱中下部，所述四个四角支柱通过加压螺杆固定成形，所述钢梁置于顶部加压螺杆下方，并且其底部连接加压千斤顶；

    采煤机构，包括底板卡槽、底板卡片、条形底板、旋转轴，所述底板卡槽成排间隔性地置于底部连接模板中下部，所述旋转轴端部固定于底板卡槽一侧边缘固定于条形底板一边上，所述底板卡片托起条形底板并嵌于底板卡槽内，通过底板卡片的插拔实现所述条形底板绕旋转轴的旋转；

支护行走放顶煤机构，包括液压支架、行走丝杆、动力传递块、移架放煤丝杆、控制槽、支撑杆、移架块、承力板、放煤块、曲柄滑块机构、曲柄摇杆机构、控制弹簧、前探伸缩梁、放煤口、溜煤槽、滑块、滑槽、钢丝，所述行走丝杆两端通过轴承固定于四角支柱上，内部具有螺纹的动力传递块两侧分别连接行走丝杆和移架放煤丝杆，所述移架滑块及放煤滑块内部具有螺纹的一端通过控制槽连接于移架放煤丝杆上，所述放煤滑块另一端滑嵌于所述曲柄滑块机构的滑块上，所述移架滑块另一端工作时顶撞于承力板上，所述控制槽及曲柄滑块机构曲柄摇杆机构的部分结构置于支撑杆上，所述曲柄滑块机构的滑块通过滑槽置于液压支架上，所述放煤口为曲柄摇杆机构一连杆，所述溜煤槽滑接于四角支柱下部的钢丝上，所述前探伸缩梁嵌于液压支架前梁内部并通过内置的控制弹簧控制其伸缩；

数据采集分析机构，包括应力片、数据线、应力分析仪、超声波探头、裂隙高度分析仪，所述应力分析仪通过数据线与置于煤层直接顶中的应力片相连，所述裂隙高度分析仪通过数据线与置于模拟地质体上下部的超声波探头相连。

2.根据权利要求1所述的顶煤放出率与矿压显现关系实验台，其特征在于：所述连接模板通过连接块上的挤压螺钉相互伸缩连接，并通过四角支柱叠放于模板托架上。

3.根据权利要求1所述的顶煤放出率与矿压显现关系实验台，其特征在于：所述四角支柱通过置于连接孔内的加压螺杆固定成型。

4.根据权利要求1所述的顶煤放出率与矿压显现关系实验台，其特征在于：所述条形底板材料为高强度钢材，由嵌于底板卡槽内由高强度材料制成的底板卡片托起，工作时可绕旋转轴旋转。

5.根据权利要求1所述的顶煤放出率与矿压显现关系实验台，其特征在于：所述曲柄滑块机构一端通过滑嵌槽与放煤滑块滑嵌连接，另一端通过支撑杆与控制放煤口开关的曲柄摇杆机构相连。

6.根据权利要求1所述的顶煤放出率与矿压显现关系实验台，其特征在于：所述移架放煤丝杆两端通过动力传递块与行走丝杆相连，在中间部位通过控制槽外端与移架滑块相连，通过控制槽内端与放煤滑块相连。

7.根据权利要求1所述的顶煤放出率与矿压显现关系实验台，其特征在于：所述前探伸缩梁嵌于液压支架前梁内部并通过内置的控制弹簧控制其伸缩。

8.根据权利要求1所述的顶煤放出率与矿压显现关系实验台，其特征在于：所述数据采集分析机构中裂隙高度分析仪与应力分析仪均通过数据线分别与应力片及超声波探头相连。

9.一种顶煤放出率与矿压显现关系实验台应用方法，其特征在于，采用如权利要求1至8任一项所述的顶煤放出率与矿压显现关系实验台，包括如下步骤：

a、根据实验要求实验台的规模按照骨架机构、采煤机构、支护行走放顶煤机构、铺设模拟地质体、数据采集分析机构的顺序依次组装实验台，并将实验台置于水平地面上；

b、利用夹持工具依次拔出底板卡片，放出与条形底板宽度相同的长条形模拟煤块，并保持煤块的完整性，与此同时液压支架前探伸缩梁在控制弹簧作用下自动弹出，用以支护裸露的顶板； 

c、旋转放煤丝杆使的放煤滑块滑嵌于第一个液压支架内的曲柄滑块机构中的滑块中，旋转行走丝杆利用动力传递块带动移架放煤丝杆向后行走一个步距，进而推动曲柄滑块机构促使曲柄摇杆机构将放煤口打开，进行第一架放顶煤工作；

d、当达到规定顶煤放出率后，旋转行走丝杆推动移架放煤丝杆向前行走一个步距，带动曲柄滑块机构推动曲柄摇杆机构将放煤口关闭，至此第一架放煤工作完成；

e、重复c、d步骤直至完成最后一架放煤工作，并将拔出的底板卡片置于底板卡槽中重新托起放下的条形底板，利用数据采集分析机构观测记录相关数据；

f、旋转行走丝杆利用移架放煤丝杆带动移架滑块推动液压支架前进一个步距，于此同时液压支架的前探伸缩梁在挤压作用下自动回收；

g、旋转行走丝杆利用移架放煤丝杆带动移架滑块后退一个步距，并旋转移架放煤丝杆选择第二个液压支架并重复步骤f移动第二个液压支架；

h、依次重复步骤f、h直至完成最后一架的移动；

i、依次重复步骤a到步骤h，并分析处理相关数据得出相关规律。