[实用新型]一种智能模拟矿井开采过程中煤体承载压力动态变化装置

说明书

本实用新型公开了一种智能模拟矿井开采过程中煤体承载压力动态变化装置，包括加载装置、夹持装置和动力切割装置；所述加载装置包括加压泵和加载压力传感器；所述夹持装置包括煤样夹持器，煤样夹持器的内部上端夹持有煤样，下端连接煤层倾角调节器，内部一侧与煤样之间连接薄片形压力传感器；所述动力切割装置由微型割煤机连接在三角支架上组成；加载压力传感器、薄片形压力传感器、煤层倾角调节器和微型割煤机均通过电路连接信号输出系统，所述信号输出系统分别通讯连接控制系统和计算机。本实用新型能够有效的模拟井工开采矿井煤柱所承载的应力动态变化，可广泛用于研究煤柱稳定性、煤体变形特征、煤层应力变化特性和合理设置煤柱宽度。

技术领域

本实用新型涉及一种煤体承载压力动态变化模拟装置，具体涉及一种智能模拟矿井开采过程中煤体承载压力动态变化装置，属于矿井煤柱应力监控技术领域。

背景技术

随着煤矿开采深度的不断增加，各种危险因素随之而来，最为常见的为岩体破裂程度加剧和地应力的快速增大，这无疑增大了矿井开采难度，研究煤体承载压力的动态变化和煤柱稳定性成为了关键性问题。

我国矿井受到开采技术和地质条件的制约大多留设有煤柱，为保证煤柱的稳定性，众多矿井选择过宽的设置煤柱宽度，造成了极大的资源浪费。目前，大多学者选用数值模拟和现场钻孔实测研究煤柱的压力监测，但模拟后进行钻孔实测的实验操作过程繁琐，数据较多导致实验效率低下；且尚未有实验室做出模拟矿井开采过程中煤体承载压力动态变化的装置。

发明内容

本实用新型的目的是：克服现有技术中存在的不足，提供一种智能模拟矿井开采过程中煤体承载压力动态变化装置，可通过计算机生成并显示煤样承载压力的动态曲线、动态云图和煤样的变形量，能够有效的对煤体承载压力进行动态监测，细致的研究煤柱的变形特征和失稳条件，通过对矿井开采过程的模拟，为留设煤柱的合理宽度提供指导意义，避免资源的浪费，提高资源的利用率。

为实现上述目的，本实用新型采用了以下技术方案：一种智能模拟矿井开采过程中煤体承载压力动态变化装置，包括加载装置、夹持装置和动力切割装置；所述加载装置包括加压泵，加压泵泵体上端连接的加载压力传感器；所述夹持装置包括设置在顶板和底板之间的煤样夹持器；所述煤样夹持器的内部上端夹持有煤样，下端与所述底板之间通过煤层倾角调节器连接，内部一侧与煤样之间连接薄片形压力传感器，外部一侧设置压力加载器；所述加压泵通过液压管路连接所述压力加载器；所述动力切割装置设置在所述煤样下端的运动台上，由微型割煤机连接在三角支架上组成；所述加载压力传感器、所述薄片形压力传感器、所述煤层倾角调节器和所述微型割煤机均通过电路连接信号输出系统，所述信号输出系统分别通讯连接控制系统和计算机。

所述三角支架通过连接电机往复移动连接在所述运动台上。

所述运动台位于所述煤样和所述底板之间，通过支腿固定连接在所述底板上。

所述加压泵为恒压恒速泵，所述加压泵的阀体下端设置有加载控制台。

所述控制系统包括切割速度控制台和煤层倾角控制台；所述切割速度控制台通过电路连接所述微型割煤机，所述煤层倾角控制台通过电路连接所述煤层倾角调节器。

所述运动台的上端面上连接有运送煤屑的传送带。

所述信号传输系统与所述加载压力传感器、所述薄片形压力传感器、所述煤层倾角调节器和所述微型割煤机之间的连接处均采用快速接头连接。

本实用新型的有益效果是：1）本实用新型采用微型割煤机切割煤样，能够模拟工作面的开采过程和煤体随开采的进行所承载压力的动态变化，可以根据实验矿区的地质条件和工作面开采情况在加载控制台上设置初始压力，有效的研究煤柱压力的变化特征和煤柱的体变量，为矿井支护条件和留设煤柱宽度提供指导意义，避免资源的浪费，提高资源的利用率。