双倾斜可视化顶煤放出规律二维模拟实验台的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于矿山技术工程领域，特别涉及一种双倾斜可视化顶煤放出规律二维模拟实验台。
【背景技术】
[0002]我国是采煤大国，随着经济的发展，必将进一步促进煤炭能源的发展。根据我国煤炭开采现状，东部易采煤炭资源已接近枯竭，为此近年来各大煤炭企业加大了对西部煤炭资源的开采力度。西部煤层多为厚煤层及特厚煤层，适合采用综采放顶煤开采，为提高煤炭采出率，各院校及煤炭企业运用多种方法及相关设备进行了大量研宄，实践证明:现在仍没有易操作双倾斜可视化分析顶煤放出规律的实验设备。基于上述情况，迫切需要一种实用性强，可视化操作，使用方便的双倾斜可视化顶煤放出规律二维模拟实验台，达到高效模拟工作面顶煤放出实况，快速精确得出顶煤放出规律、指导倾斜工作面减少残煤率、优化放煤参数的目的。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型实施例的目的在于提出一种双倾斜可视化顶煤放出规律二维模拟实验台。
[0004]为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案:
[0005]一种双倾斜可视化顶煤放出规律二维模拟实验台，包括长条形角钢、有机玻璃框、放煤支架、基座和放煤盒。长条形角钢对称性的安装在基座中部两侧，上部排列有锚固螺孔；有机玻璃框是一个有机玻璃透明罩，内装有顶煤模拟介质、顶煤模拟标志点和矸石模拟介质；有机玻璃框的前侧设有与所述的锚固螺孔相对的锚固孔，有机玻璃框通过锚固孔及销固螺孔与长条形角钢相销固；基座上，在与有机玻璃框的后侧相对的位置上开有有机玻璃插槽，有机玻璃框的后侧插置于有机玻璃插槽中，固定在基座内；在基座中部设有放煤支架放置槽，放煤支架放置槽上安有放煤支架，放煤支架为一工字型架，顶部一侧设置一倾斜的可伸缩尾梁，前有机玻璃框的下部与放煤支架上部平齐；放煤支架放置槽与有机玻璃插槽之间设有一道放煤槽，所述的放煤盒装于放煤槽中；在基座四角底部设有千斤顶连接槽孔，液压千斤连于基座四角底部。
[0006]有机玻璃框是由透明的有机玻璃挡板围成的一个矩形的有机玻璃透明罩；四个侧面均通过高强度有机玻璃胶粘结成型。
[0007]长条形角钢底部带有弯脚并且镶嵌于基座内。
[0008]顶煤模拟介质选用物理性质符合要求的材料做成，且为相差不大的非均匀颗粒；顶煤模拟标志点由物理力学参数近似顶煤的材料做成，表面标有具体数字，且为相差不大的非均匀颗粒。
[0009]有机玻璃框后侧略长于前侧。
[0010]放煤支架在可伸缩尾梁尾部带有拉环。
[0011]液压千斤通过销钉利用千斤顶连接槽孔连于基座四角底部。
[0012]与现有实验台相比，本实用新型具有如下优点:
[0013]本实用新型通过透明有机玻璃框对不同煤层倾角不同放煤顺序下顶煤模拟介质、顶煤模拟标志点移动实况的观察，得出不同煤层倾角不同放煤方式下顶煤放出规律及残煤率，达到高效模拟工作面顶煤放出实况，快速精确得出顶煤放出规律、指导倾斜工作面减少残煤率、优化放煤参数的目的。本实用新型创造性地运用四面透明的有机玻璃框，利用标记笔在透明有机玻璃表面圈出残煤区域；创造性地运用固定于基座的四个千斤顶来快速调节所模拟煤层倾角，十分便捷地模拟倾斜、双倾斜放顶煤工作面顶煤放出规律。
【附图说明】
[0014]图1为本实用新型实施例的结构示意图；
[0015]图2为图1的侧视示意图；
[0016]图3为图1的俯视不意图；
[0017]图4为使用千斤顶的状态示意图；
[0018]图5为放煤支架的示意图；
[0019]图6为放煤盒的示意图。
[0020]图中:长条形角钢1，锚固螺孔11、有机玻璃框2、锚固孔21、放煤支架3、可伸缩尾梁31、拉环32、基座4、千斤顶连接槽孔41、放煤支架放置槽42、放煤槽43、有机玻璃插槽44、液压千斤顶5、顶煤模拟介质6、顶煤模拟标志点61、矸石模拟介质62、放煤盒7。
【具体实施方式】
[0021]结合图1-图3所示，本实用新型双倾斜可视化顶煤放出规律二维模拟实验台，由长条形角钢1、锚固螺孔11、有机玻璃框2、锚固孔21、放煤支架3、可伸缩尾梁31、拉环32、基座4、千斤顶连接槽孔41、放煤支架放置槽42、放煤槽43、放煤盒7、有机玻璃插槽44、液压千斤顶5、顶煤模拟介质6、顶煤模拟标志点61、矸石模拟介质62、放煤盒7组成。
[0022]长条形角钢I对称性的安装在所述基座4中部两侧，其底部带有弯脚，以增强安装在基座4中的牢固程度。长条形角钢I由高强度不锈钢加工而成，上部排列有锚固螺孔11。有机玻璃框2是由透明的有机玻璃挡板围成的一个矩形的有机玻璃透明罩，四个侧面均由高强度透明有机玻璃通过高强度有机玻璃胶粘结成型。有机玻璃框2内装有顶煤模拟介质6、顶煤模拟标志点61和矸石模拟介质62。顶煤模拟介质根据所模拟具体顶煤物理性质，选用物理性质符合要求的材料做成，且为相差不大的非均匀颗粒。顶煤模拟标志点由物理力学参数近似顶煤的材料做成，表面标有具体数字，且为相差不大的非均匀颗粒。有机玻璃框2的前侧设有与所述的锚固螺孔11相对的锚固孔21，有机玻璃框2通过锚固孔21及锚固螺孔11与长条形角钢I相销固。基座4上，在与有机玻璃框2的后侧相对的位置上开有有机玻璃插槽44，有机玻璃框2的后侧插置于有机玻璃插槽44中，从而固定在基座4内。有机玻璃框2后侧略长于前侧，有机玻璃框2利用前侧和后侧的上述结构方式，被牢牢地固定在基座4上。在基座4中部设有放煤支架放置槽42，放煤支架放置槽42上安有放煤支架3，放煤支架3的结构参见图5，放煤支架3由厚钢做成，为一工字型架，顶部一侧设置一倾斜的可伸缩尾梁31，在可伸缩尾梁31尾部带有拉环32。有机玻璃框2的下部与放煤支架上部平齐。放煤支架放置槽42与有机玻璃插槽44之间设有一道贯穿基座4左右的放煤槽43。放煤盒7为一直形槽，装于放煤槽43中(见图6所示)。在基座4四角底部设有千斤顶连接槽孔41，液压千斤5通过销钉利用千斤顶连接槽孔41连于基座4四角底部。
[0023]当双倾斜可视化顶煤放出规律二维模拟实验台组合完成后，进行放顶煤实验时，调整液压千斤顶5至实验台达到煤层要求倾斜角度，通过手拉拉环32带动可伸缩尾梁31移动放出顶煤，从放煤盒中看到有矸石模拟介质62流出时再通过手拉拉环32带动可伸缩尾梁31完成关门工序，当按照模拟要求完成所有放煤工序时，利用标记笔在有机玻璃框2后侧，圈出残煤面积，根据不同倾角不同放煤方式得到的残煤面积，可以得出优化放煤的方案，通过放出的顶煤标志点可以最终得出顶煤放出规律，其工作状态如图4所示。
[0024]其实验步骤大致如下:
[0025]a、拼接实验台配件完成实验台组装；
[0026]b、将实验台放置水平地面并保证具有一定的实验空间；
[0027]C、将顶煤模拟介质6、顶煤模拟标志点61、矸石模拟介质62按实验要求置于以放煤支架3为底的有机玻璃框2内；
[0028]d、调整液压千斤顶5至实验要求模拟的煤层倾角；
[0029]e、按实验设计的放煤顺序通过手拉拉环32依次带动相关可伸缩尾梁31移动将顶煤放入放煤盒7内，并通过放煤盒7将放出的顶煤移出实验台，当观察到放煤盒内有矸石模拟介质62放出时则再次通过手拉拉环32依次带动相关可伸缩尾梁31使其完成关门工序结束单个放煤支架3放煤工序；
[0030]f、当结束所有架次放煤工序后，拿黑色标记笔在透明有机玻璃框2后侧部分将残煤面积圈出，对比不同放煤倾角和放煤顺序下的残煤面积，得出残煤率与倾角和放煤顺序的关系最终得到用来指导倾斜工作面放煤过程，优化放煤参数；
[0031]g、分析整理顶煤模拟标志点61放出结果，得出工作面倾斜方向顶煤放出二维规律；
[0032]h、按相反的组装顺序依次拆卸实验台，并将各部件置于干燥通风处保存。
[0033]以上说明仅仅为本实用新型的较佳实施例，本实用新型并不限于列举上述实施例，应当说明的是，任何熟悉本领域的技术人员在本说明书的教导下，所做出的所有等同替换、明显变形形式，均落在本说明书的实质范围之内，理应受到本实用新型的保护。
【主权项】
1.一种双倾斜可视化顶煤放出规律二维模拟实验台，包括长条形角钢、有机玻璃框、放煤支架、基座和放煤盒，其特征在于: 长条形角钢对称性的安装在基座中部两侧，上部排列有锚固螺孔；有机玻璃框是一个有机玻璃透明罩，内装有顶煤模拟介质、顶煤模拟标志点和矸石模拟介质；有机玻璃框的前侧设有与所述的锚固螺孔相对的锚固孔，有机玻璃框通过锚固孔及锚固螺孔与长条形角钢相销固；基座上，在与有机玻璃框的后侧相对的位置上开有有机玻璃插槽，有机玻璃框的后侧插置于有机玻璃插槽中，固定在基座内；在基座中部设有放煤支架放置槽，放煤支架放置槽上安有放煤支架，放煤支架为一工字型架，顶部一侧设置一倾斜的可伸缩尾梁，前有机玻璃框的下部与放煤支架上部平齐；放煤支架放置槽与有机玻璃插槽之间设有一道放煤槽，所述的放煤盒装于放煤槽中；在基座四角底部设有千斤顶连接槽孔，液压千斤连于基座四角底部。
2.根据权利要求1所述的实验台，其特征在于:有机玻璃框是由透明的有机玻璃挡板围成的一个矩形的有机玻璃透明罩；四个侧面均通过有机玻璃胶粘结成型。
3.根据权利要求1所述的实验台，其特征在于:长条形角钢底部带有弯脚并且镶嵌于基座内。
4.根据权利要求1所述的实验台，其特征在于:顶煤模拟介质选用非均匀颗粒；顶煤模拟标志点由物理力学参数近似顶煤的材料做成，表面标有具体数字，且为非均匀颗粒。
5.根据权利要求1或2所述的实验台，其特征在于:有机玻璃框后侧长于前侧。
6.根据权利要求1所述的实验台，其特征在于:放煤支架在可伸缩尾梁尾部带有拉环。
7.根据权利要求1所述的实验台，其特征在于:液压千斤通过销钉利用千斤顶连接槽孔连于基座四角底部。
【专利摘要】本实用新型公开了一种双倾斜可视化顶煤放出规律二维模拟实验台，利用长条形角钢及有机玻璃插槽将有机玻璃框固定于基座上部，放煤支架置于放煤支架放置槽内，放煤盒置于放煤槽内，进行放顶煤实验时按要求将顶煤模拟介质、顶煤模拟标志点、矸石模拟介质置于以放煤支架为底的有机玻璃框内，调整液压千斤顶，通过手拉拉环带动可伸缩尾梁移动实现不同煤层倾角下,不同放煤顺序的放煤，落入放煤盒内的顶煤经放煤盒移出实验台，同时可通过有机玻璃框观察顶煤模拟介质移动情况，得出不同煤层倾角不同放煤方式下顶煤放出规律及残煤率，达到高效模拟工作面顶煤放出实况，快速精确得出顶煤放出规律、指导倾斜工作面减少残煤率、优化放煤参数的目的。
【IPC分类】G09B25-02
【公开号】CN204303255
【申请号】CN201420769109
【发明人】王家臣, 宋正阳, 张通, 张锦旺, 陈祎, 赵光普
【申请人】中国矿业大学(北京)
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2014年12月9日