[发明专利]矿压相似模拟实验测量顶板压力的模拟支架

说明书

本发明涉及一种矿压相似模拟实验测量顶板压力的模拟支架，包括：支撑装置，所述支撑装置包括有顶梁和底座，顶梁与底座之间设有连接部，连接部的上下两端分别与顶梁和底座连接；测力装置，测力装置设置在支撑装置的连接部内部，包括弹性件和测力计，所述弹性件随着所述连接部的形变而产生弹性形变并在发生形变时提供支撑力，所述测力计与弹性件接触连接。本发明采用测力支架与顶板相互耦合和检测煤壁后方顶板压力变化，性能稳定，结构合理；阵列式安装测力结构可以测量测线上不同点的压力数据，为研究提供了丰富的数据支持；采用自动数据采集装置，提高了数据的准确度、减轻了实验劳动量；移动结构设计简单，操作方便。

技术领域

本发明涉及矿压相似模拟技术领域，具体涉及一种矿压相似模拟实验测量顶板压力的模拟支架。

背景技术

在矿山压力相似模拟实验技术是一种重要的科学研究手段，自20世纪30年代提出以来，在矿山领域解决了许多采场覆岩运移问题。虽然随着计算机技术的快速发展，数值模拟方法迅速崛起，在一定程度上取代了相似模拟实验，但是面对复杂工程问题时，因无法获得准确的边界条件、本构关系和输入参数等而导致数值模拟方法失效。因此，相似模拟实验技术在矿山压力研究中依旧占有重要地位。

相似模拟实验是在实验室内按照相似原理制作与原型几何相似、应力相似和重力相似的模型，采用应力传感器和位移传感器检测模型内的应力和位移变化情况，结合现场实际推断岩体内的应力场和位移场的分布规律，从而解决现场实际问题。但是，由于实验室中实验条件的限制，现场很多重要设备无法在实验室中再现，因此便需要一种能够代替现场重要设备功能，同时满足实验要求的特殊装置，以更加接近工程现场，所以产生了这种测力模拟支架。

发明内容

本发明的目的在于提供一种矿压相似模拟实验测量顶板压力的模拟支架，采用测力支架与顶板相互耦合和检测煤壁后方顶板压力变化，性能稳定，结构合理；阵列式安装测力结构可以测量测线上不同点的压力数据，为研究提供了丰富的数据支持；采用自动数据采集装置，提高了数据的准确度、减轻了实验劳动量；移动结构设计简单，操作方便。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

本发明提供一种矿压相似模拟实验测量顶板压力的模拟支架，所述矿压相似模拟实验测量顶板压力的模拟支架包括：

支撑装置，所述支撑装置包括有顶梁和底座，所述顶梁与底座之间设有连接部，所述连接部的上下两端分别与顶梁和底座连接，所述连接部在受力时发生形变并在发生形变时提供支撑力，所述顶梁上部与所述底座下部分别接触模拟支架的外界施力点；

测力装置，所述测力装置设置在支撑装置的连接部内部，包括有弹性件和测力计，所述弹性件随着所述连接部的形变而产生弹性形变并在发生形变时提供支撑力，所述测力计与弹性件接触连接，用于检测连接部的受力大小。

在上述的矿压相似模拟实验测量顶板压力的模拟支架中，作为优选方案，所述矿压相似模拟实验测量顶板压力的模拟支架还包括：

保护装置，所述保护装置包括有保护板和掩护梁，所述保护板与掩护梁分别相对设置在所述支撑装置的两侧面，所述保护板设置在支撑装置的前侧面，所述掩护梁设置在支撑装置的后侧面。

在上述的矿压相似模拟实验测量顶板压力的模拟支架中，作为优选方案，所述保护板包括上保护板和下保护板，所述掩护梁包括上掩护梁和下掩护梁，所述上保护板固定垂直安装在顶梁的前侧面，所述下保护板固定垂直安装在底座的前侧面，所述上保护板与下保护板之间间隔一定距离；所述上掩护梁铰接在顶梁的后侧面上，所述下掩护梁铰接在底座的后侧面上，所述上掩护梁与下掩护梁之间的连接方式为铰接，且上掩护梁与下掩护梁之间形成夹角、夹角顶点朝外。