[实用新型]一种变倾角、加载式物理相似模拟实验台

说明书

本实用新型公开了一种变倾角、加载式物理相似模拟实验台。所述一种变倾角、加载式物理相似模拟实验台，包括相似材料模型成型装置、加载装置、变倾角装置。模型成型装置主要包括底座、框架和成型槽钢，框架通过铰支座与底座进行连接，成型槽钢通过螺栓与框架进行连接；加载装置主要包括加压板、液压油缸、油缸固定板和固定槽钢，液压油缸通过油缸固定板与固定槽钢进行连接，通过加圧板可以对模型进行应力补偿；变倾角装置主要包括升降丝杠、摇臂、固定托板，利用丝杠的升降调节框架的倾角。本实用新型主要是通过控制加载装置和变倾角装置，实现不同倾角、不同埋深煤层开采后上覆岩层移动规律及支架与围岩关系的研究。整个实验台设计合理，操作简单，可重复性强，适用范围广，同时减少了人力、物力投入，提高了实验效率。

技术领域

本实用新型主要涉及矿山岩层移动规律实验研究领域，尤其涉及一种变倾角、加载式物理相似模拟实验台。

背景技术

我国新疆、宁夏、甘肃等地，倾斜煤层储量丰富，煤层的赋存倾角和埋藏深度对开采工艺及围岩支护方式具有重要影响。倾斜煤层开采引起上覆岩层的移动规律与近水平煤层有较大差异，主要原因在于受重力沿倾斜分量的作用，倾斜煤层开采后工作面覆岩移动具有不对称性、液压支架易发生倾倒事故。因此，深入研究倾斜煤层采场覆岩移动规律及支架载荷具有重要意义，为倾斜煤层开采设计及支架选型提供依据。物理相似模拟实验是采矿工程领域研究采场上覆岩层移动规律的有效手段，然而，现阶段设计的相似模拟实验台多适用于近水平、水平煤层，且当无法模拟到地表时没有可靠的应力补偿装置，对深埋倾斜煤层模拟实验研究适应性较差，不能满足研究需要，同时耗费大量人力、物力。针对此问题，本实用新型设计出一种变倾角、加载式物理相似模拟实验台，能够根据煤层赋存倾角及埋深实现不同倾角和不同埋深煤层开采的模拟，实验台结构设计合理，操作简单，可重复性强，适用范围广，同时减少了人力、物力投入，提高了实验效率。

实用新型内容

本实用新型实施例的目的在于提出一种变倾角、加载式物理相似模拟实验台的设计方案，本实用新型主要是通过控制加载装置和变倾角装置，实现模拟不同倾角和埋深煤层开采上覆岩层的垮落运动，揭示工作面来压及支架倾倒的机理。整个实验台设计合理，操作简单，可重复性强，适用范围广，同时减少了人力、物力投入，提高了实验效率。为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

模型成型装置，包括底座、框架、倾角刻度盘、铰支座、支撑垫、螺栓、成型槽钢、加压板，所述框架通过铰支座与底座进行连接，所述倾角刻度盘与底座进行连接，所述支撑垫与底座进行连接，所述成型槽钢通过螺栓与框架进行连接，所述加压板通过螺栓与框架进行连接；

加载装置，包括加压板、液压油缸、油缸固定板、固定槽钢，所述加压板与液压油缸进行连接，所述液压油缸与油缸固定板进行连接，并通过螺栓与固定槽钢进行连接；

变倾角装置，包括摇臂、升降丝杠、可旋转螺母、可旋转套、挡圈和挡盘、第一固定托板和第二固定托板，所述摇臂与升降丝杠进行连接，所述可旋转螺母通过第一固定托板托板和第二固定托板，所述摇臂与升降丝杠进行连接，所述可旋转螺母通过第一固定托板与底座进行连接，所述可旋转套通过第二固定托板与框架进行连接，所述挡圈和挡盘与升降丝杠进行连接。

优选地，利用前后成型槽钢对加压板进行限制，使其在液压油缸的作用下可在模型成型区内竖直上下移动，实现对模型的加载，油缸固定板与固定槽钢进行连接。

优选地，所述升降丝杠和固定托板置于底座中部，所述第一固定托板和第二固定托板分别与底座和框架进行连接。

与现有相似模拟实验台相比，本实用新型具有如下优点：

本实用新型涉及的一种变倾角、加载式物理相似模拟实验台，主要是通过控制加载装置和变倾角装置，实现精确模拟倾斜煤层开采引起覆岩垮落运动特征，同时揭示工作面来压和支架倾倒的机理。整个实验台设计合理，操作简单，可重复性强，适用范围广，同时减少了人力、物力投入，提高了实验效率。

附图说明