[发明专利]一种矸石充填系统模拟试验台及矸石充填模拟方法

说明书

本发明属于煤矸石充填开采技术领域，尤其涉及一种矸石充填系统模拟试验台及矸石充填模拟方法，主要由液压系统、压实箱、固定支座三部分组成；液压系统和压实箱设置于固定支座上；本发明的构造原理和实验作用基本符合矸石充填支架的夯实机构部分，也符合实验室模拟实验的基本要求。该试验台的整个操作过程和现实充填夯实过程也具有高度相似性，可以在实验室中通过模拟实验实现对现实充填过程中物料夯实规律的掌握，节省了工业性试验的大量人力、物力、财力、时间成本以及减少了工业性试验结果的不确定性风险，经济适用效果较为显著。装置易携带，可改变先关参数设计，满足不同场合的需求。

技术领域

本发明属于煤矸石充填开采技术领域，尤其涉及一种矸石充填系统模拟试验台及矸石充填模拟方法。

背景技术

在填充开采当中，充填设备是其中重要的组成部分，对于煤矸石的夯实起着重要的作用。而且矸石进入采空区之后，捣实和接顶过程当中能够增加松散矸石的致密度，提高了煤矸石的的抗压能力，减少了应变，能够承受一定的顶板压力。控制顶板下沉量有效地减少了地表下沉和降低了地面的建筑物的破坏程度。目前的室内试验当中，没有足够精确的装置，不能真实有效地反映现场工程的实际情况。试验和实际效果存在着巨大的误差，具有夯实力不足，对于松散矸石的压实度不足，操作不规范等问题。目前尚未拥有一套完整的实用的模拟试验台及矸石充填模拟方法。

发明内容

本发明是模拟实际生产情况下的矸石充填、夯实机构，在实验室当中对工作面完成煤矸石充填的相似模拟实验，能够较高程度还原实际情况。本发明主要提供了矸石充填模拟过程当中，模拟挡板对于矸石的推压，捣实的过程，探究矸石的推压的密实度，推压完成之后的稳定角等问题。

本发明的一种矸石充填系统模拟试验台，主要由液压系统、压实箱、固定支座三部分组成；液压系统和压实箱设置于固定支座上；

固定支座包括两组水平设置的实心钢柱、与实心钢柱连接的两块钢板以及与钢板焊接设置的底座，每组实心钢柱包括上下设置的两根实心钢柱，两块钢板分别固定连接于实心钢柱的两端；在固定支座内部的两端，分别设置有与钢板贴合的凹形板，两块凹形板的凹槽相对，凹槽形成固定部分；压实箱和液压系统的箱体的一端分别设置于凹形板的凹槽内；如此设置能够防止在实验过程当中发生偏移，矸石散体受力不均，致密性不足匀产生误差。整个支座连接牢固，可承受推压过程的压力，能够满足模拟试验的要求，降低压实过程当中可能出现的风险。

实心钢柱直径60mm、长900mm；钢板厚30mm、长500mm、宽300mm；凹形板高215mm，固定部分宽245mm；

压实箱包括焊接固定的底板、前板、后板及左右侧板，前板中部设置有圆形孔；为了便于拆卸顶板，方便对箱体内部的物件进行维护维修，压实箱顶板由多块可拆卸钢条组成，可拆卸钢条由螺栓与左右侧板顶端固定连接；压实箱内部设置有可前后移动的推压板，推压板中部设置有可穿过前板中部圆形孔的套筒；液压系统中的千斤顶活塞杆通过套筒与推压板连接；压实箱顶板靠近前板部分不封闭，以供千斤顶活塞杆向外进行伸缩和上下移动。

底板、前板、及左右侧板为厚10mm的钢板；为使千斤顶能提供足够的支撑力而不变形，后板为厚20mm的钢板；可拆卸钢条厚10mm，压实箱高270mm，内部空间高250mm。

压实箱前板和后板的顶部个设置有提手。