[发明专利]一种带有自动支护测量顶板压力装置的相似模拟系统

说明书

本发明公开了一种带有自动支护测量顶板压力装置的相似模拟系统，包括采煤模拟装置和位于其后侧的液压支架模拟装置，所述液压支架模拟装置包括底板(1)、顶板(2)、应力计量器、驱动装置和挡板(3)，其中，所述应力计量器的顶部和底部分别与所述顶板(2)和底板(1)连接，所述挡板(3)的上端与所述顶板(2)的后端相连，所述挡板(3)与所述顶板(2)之间的角度为钝角，驱动装置驱动所述液压支架模拟装置移动。本发明所述的带有自动支护测量顶板压力装置的相似模拟系统可以提高实验准确性，大大降低工作强度，使实验更加智能化。

技术领域

本发明涉及矿山机械领域，特别是涉及一种用于模拟现场采煤的带有自动支护测量顶板压力装置的相似模拟系统。

背景技术

相似模拟模型和装置用于模拟地下煤层开挖过程，通过模拟人工开挖煤层及煤层上方岩层的变化情况，来推测实际开挖过程中煤层顶板岩层的变化情况，所以称之为相似模型。

但是现有技术中的相似模型存在如下缺陷：

首先，开挖过程为人工拿细铁棍开挖，一般为每隔两个小时开挖一定距离煤层(如50mm左右)，这种方法不符合相似模拟的相似推采速度(按照100:1的相似比，这就意味着煤炭一下往前推采5m，这是不科学的)，即按照一定的速度开挖，且一般一个模型需要三天三夜以上时间连续开挖，这又要求实验人员在晚上还需要每隔两个小时开挖一次，一个实验一般需要3-5名开挖人员，工作量非常大，非常不便。

第二，工作人员在开挖时，由于相似模型装置一般宽300mm，在中间部位模型相对坚硬且看不清，经常挖错顶板或者底板等，对于实验的结果影响较大。

第三，有时候模型相对坚硬，需要使用很大的力气才能挖动，在模型中间部位，甚至需要敲打才能挖动，这种震动、敲打或者无意识的触碰到顶板，都相当于实际生产中很大的冲击地压的影响，因此对于某些研究顶板结构的实验等结果影响较大。

最后，相似模拟目前主要研究顶底板的应力特征，顶板的垮落特征等，但是目前还没有能够模拟工作面采场支架模拟装置以及它的运移和应力监测系统和方法，对于相似模拟实验的结果影响较大。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种可以提高实验准确性，大大降低工作强度，使实验更加智能化的带有自动支护测量顶板压力装置的相似模拟系统。

一种带有自动支护测量顶板压力装置的相似模拟系统，设置在相似模拟模型中，所述相似模拟模型包括架体、设置在所述架体上的煤层及设置在其底部的两侧的支撑杆，设置于所述煤层上部和下部的其他岩层，所述带有自动支护测量顶板压力装置的相似模拟系统设置在所述煤层中，在所述支撑杆上运行，所述带有自动支护测量顶板压力装置的相似模拟系统包括采煤模拟装置和位于其后侧的液压支架模拟装置，所述液压支架模拟装置包括底板、顶板、应力计量器、驱动装置和挡板，其中，所述应力计量器的顶部和底部分别与所述顶板和底板连接，所述挡板的上端与所述顶板的后端相连，所述挡板与所述顶板之间的角度为钝角，驱动装置驱动所述液压支架模拟装置移动；所述顶板与水平面之间的角度为4°，顶板的后端高于前端，所述挡板与所述顶板之间的角度为140°。

本发明所述的带有自动支护测量顶板压力装置的相似模拟系统，其中所述应力计量器包括第一壳体和设置在其内部的内柱，所述内柱可在所述第一壳体内自由上下滑动，所述内柱的顶部与所述顶板固定连接，在所述第一壳体的底端连接有应变膜，并且所述应变膜覆盖所述第一壳体的底端，所述应变膜、所述第一壳体和所述内柱之间形成气腔，在所述气腔内设置有气囊，所述气囊由塑胶膜密封而成，所述应变膜通过数据线与应变仪连接，所述应变仪与计算机连接。

本发明所述的带有自动支护测量顶板压力装置的相似模拟系统，其中所述第一壳体的底端连接第二壳体，所述第二壳体的厚度小于所述第一壳体的厚度，所述第二壳体的底端连接支撑板；