[实用新型]沙漠地区煤层顶板垮落与输气管道协同变形物理模拟装置

权利要求书

1.沙漠地区煤层顶板垮落与输气管道协同变形物理模拟装置，其特征在于，其包括无承载板相似模拟架（1）、 PVC有机玻璃板（4）、侧护板（5）、线圈支撑杆（6）、测量线圈（7）、河沙（8）、模拟输气管（9）、液压千斤顶（11）、液压千斤顶支撑板（11a）、可折叠式胶带铺层（12）、应变片（13）、应力-应变仪（14）、计算机（15）、液压泵站及操控台（16）、反光片（17）和测线缠绕装置（19）；

其中，所述PVC有机玻璃板（4）设置在无承载板相似模拟架（1）的侧面上，所述侧护板（5）设置在PVC有机玻璃板（4）的中部并与无承载板相似模拟架（1）连接；

所述无承载板相似模拟架（1）上位于所述PVC有机玻璃板（4）的上方设置有所述线圈支撑杆（6）；

所述线圈支撑杆（6）穿过测线缠绕装置滚动轮（18），测量线圈（7）缠绕在测线缠绕装置（19）的滚动轮（18）上，测量线圈（7）通过测量线（2）与模拟输气管（9）上的测点连接，所述模拟输气管（9）埋于河沙（8）内，测点上设置应变片（13），应变片（13）采集的数据通过线路传至应力-应变仪（14）上；

所述液压千斤顶（11）、千斤顶支撑板（11a）、可折叠式胶带铺层（12）组合成可局部和整体均可升降的承载板，以便用于支承河沙（8），液压千斤顶（11）通过液压泵站及操控台（16）实现可控伸缩；

所述反光片（17）贴在沙体上，随沙体的移动而移动，反光片与有机玻璃板的摩擦较小，能够实现与沙体的协同移动，通过观测反光片的移动，观测沙体的移动状况；

所述液压泵站及操控台（16）由所述计算机控制。

2.根据权利要求1所述的沙漠地区煤层顶板垮落与输气管道协同变形物理模拟装置，其特征在于：所述无承载板相似模拟架上设置有相似模拟架固定孔（3），所述PVC有机玻璃板（4）通过螺栓固定在相似模拟架固定孔（3）内，所述侧护板（5）也通过螺栓设置在无承载板相似模拟架（1）上，所述线圈支撑杆（6）选用钢管，测量线（2）选用带有刻度的并涂有润滑油的卷尺。

3.根据权利要求1所述的沙漠地区煤层顶板垮落与输气管道协同变形物理模拟装置，其特征在于：所述PVC有机玻璃板（4）的下部边缘位于所述液压千斤顶（11）处于完全收缩时的高度，所述千斤顶支撑板（11a）与PVC有机玻璃板（4）两侧距离相等，且各边平滑、相互垂直。

4.根据权利要求1所述的沙漠地区煤层顶板垮落与输气管道协同变形物理模拟装置，其特征在于：可折叠式胶带铺层（12）选用表面比较平滑的、延展性较弱的软弱塑料铺层。

5.根据权利要求1所述的沙漠地区煤层顶板垮落与输气管道协同变形物理模拟装置，其特征在于：可折叠式胶带铺层（12）在千斤顶支撑板（11a）组成的矩形面的中部折叠，折叠重合长度不低于40cm。

6.根据权利要求1所述的沙漠地区煤层顶板垮落与输气管道协同变形物理模拟装置，其特征在于：所述模拟输气管（9）的长度，大于由于液压千斤顶（11）下降而造成的河沙（8）移动区范围的长度，所述测量线圈（7）的内径大于线圈支撑杆（6）的外径，且线圈支撑杆（6）表面光滑。

7.根据权利要求1所述的沙漠地区煤层顶板垮落与输气管道协同变形物理模拟装置，其特征在于：所述测量线（2）系在模拟输气管（9）上并通过强力胶黏在一起。

8.根据权利要求1所述的沙漠地区煤层顶板垮落与输气管道协同变形物理模拟装置，其特征在于：每个所述测点上设置的应变片（13），分别沿轴向布置和垂直轴向布置，通过测量不同部位的应变实现管道整体变形监测。

9.根据权利要求1所述的沙漠地区煤层顶板垮落与输气管道协同变形物理模拟装置，其特征在于：所述液压泵站实现对每个液压千斤顶（11）的压缩量的控制。