[发明专利]一种大尺寸智能化放煤实验平台及试验方法

权利要求书

1.一种大尺寸智能化放煤实验平台，其特征在于：包括实验箱体、模拟液压支架系统、移架装置、进料装置、出料装置、煤矸识别系统和操作台，所述模拟液压支架系统设置于所述实验箱体的内部，所述移架装置与所述模拟液压支架系统连接并能够带动所述模拟液压支架系统移动，所述进料装置能够自由移动，所述出料装置设置于所述模拟液压支架系统的放煤口的下侧，所述煤矸识别系统设置于所述模拟液压支架系统的一侧并位于所述出料装置的上侧，所述煤矸识别系统能够对放出的煤和矸石进行自动识别，并将自动识别的信号传递给所述的操作台，当放出的煤矸比例达到一定值时，所述操作台会自动控制所述模拟液压支架系统关闭放煤口，并控制所述出料装置自动关闭，所述模拟液压支架系统和所述移架装置均通过所述操作台进行控制，所述实验箱体由透明亚克力板制作而成，所述模拟液压支架系统包括依次连接的护帮板、顶梁、掩护梁、尾梁和尾梁插板，所述护帮板通过护帮板液压缸进行开启或关闭，所述顶梁通过顶梁支柱调整高度，所述顶梁支柱的下端设置在前底板上，所述前底板的下侧设有前底板支柱，所述掩护梁倾斜设置并通过四连杆机构进行支撑，所述尾梁通过尾梁液压缸进行摆动旋转，所述尾梁上设有空槽，所述尾梁插板通过插板液压缸能够进入或伸出所述空槽，所述尾梁能够与后底板无缝衔接，所述后底板包括滑板和固定板，所述滑板能够在所述固定板上滑动，所述滑板通过链条与所述前底板连接，所述固定板的下侧设有高度可调的后底板支柱，能够对所述后底板进行垂直方向的调整，所述进料装置设置于所述实验箱体的一侧并能够将煤和矸石自下而上分别均匀地铺设于所述模拟液压支架系统和所述后底板的上部。

2.根据权利要求1所述的大尺寸智能化放煤实验平台，其特征在于：所述移架装置包括步进电机、牵引装置和滑轨，所述牵引装置的一端与所述步进电机连接，所述牵引装置的另一端与所述前底板连接，所述前底板能够通过所述前底板支柱在所述滑轨上滑动并带动所述滑板同步移动。

3.根据权利要求1所述的大尺寸智能化放煤实验平台，其特征在于：所述进料装置包括三角型支架、循环皮带和滚轮，所述循环皮带设置于所述三角型支架的斜面上，所述循环皮带上均布有若干挡板，所述滚轮设置于所述三角型支架的下部。

4.根据权利要求1所述的大尺寸智能化放煤实验平台，其特征在于：所述出料装置包括支撑架、出料皮带和滚筒，所述出料皮带绕设于所述滚筒上，所述滚筒通过所述支撑架进行支撑，所述出料皮带的速度能够根据煤的放出量进行调整，能够训练不同速度下煤矸识别系统控制精度。

5.根据权利要求1所述的大尺寸智能化放煤实验平台，其特征在于：所述实验箱体为长方体状，所述进料装置的上端与所述实验箱体的顶部平齐，所述实验箱体内铺设模型尺寸的几何相似比不小于1:3。

6.根据权利要求1所述的大尺寸智能化放煤实验平台，其特征在于：所述操作台上设有若干个按钮。

7.一种如权利要求1-6中任意一项所述的大尺寸智能化放煤实验平台的试验方法，其特征在于：包括以下步骤，

S1：实验前对实验平台各零部件进行调整，并进行安全检查排除隐患，接通电源；

S2：启动操作台，根据现场工作面条件，通过操作台上的按钮调整顶梁支柱的高度，打开护帮板，水平调整后底板的位置，并调整后底板的高度，使得后底板与尾梁插板无缝衔接，调整实验台至实验要求状态；

S3：开启进料装置，将现场取得的煤和矸石按高度要求分别进行铺设，完成实验初始模型；

S4：开启出料装置，按下操作台上放煤口打开按钮，控制模拟液压支架系统收起尾梁插板，顺时针旋转尾梁，打开放煤口，进行放煤操作，根据放煤量大小调整出料皮带的速度；

S5：煤矸识别系统对放出的煤和矸石自动识别，当煤矸比例达到一定值时，将处理信号反馈给操作台，操作台控制模拟液压支架系统逆时针旋转尾梁，并伸出尾梁插板，关闭放煤口，停止放煤，关闭出料装置；

S6：记录放煤时间、顶煤放出量、煤矸分界面形态的实验数据，至此一次放煤过程结束；

S7：预先设定好移架装置的步距，按下操作台上模拟液压支架系统移架按钮，进行模拟液压支架系统的移架操作，重复步骤S4-S6，完成后续放煤过程；

S8：通过出料装置取出实验箱体内剩余的煤和矸石并进行分离，以待下次实验使用；

S9：清理实验箱体，并通过操作台上的按钮恢复实验平台初始状态，完成整个实验。