一种用于相似材料模拟试验的支架推移装置及使用方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及采矿相似材料模拟试验设备技术领域，具体涉及一种用于相似材料模拟试验的支架推移装置及使用方法。
【背景技术】
[0002]煤矿工作面回采以后，形成了一定的空间，工作面支架对顶底板以及煤壁的支护为工作面回采提供了安全的空间，而在相似材料模拟试验中，采煤工作面的支架，向来不受重视，由于没有模拟现场支架对顶板的支撑，这在一定程度上削弱了相似材料模拟试验的准确性，为达到与实际情况相近，已有学者在做相似材料模拟试验中加入了支架，对试验结果的准确性起到了一定的作用。在以往的相似材料模拟试验中，支架的向前推进是靠手工直接将推移，由于相似材料模拟试验的空间狭小，直接推移支架非常不便，且可能对周围模拟的岩体和煤层造成一定的扰动，使试验结果准确性降低。
【发明内容】
[0003]针对上述实验室相似材料模拟试验中直接推移支架的不便，本发明提供了一种用于相似材料模拟试验的支架推移装置及使用方法，实用于实验室相似材料模拟试验，在模拟工作面回采过程中非常方便的将支架向前移动，且前移距离可以直接读出，为实验室相似材料模拟试验提供便利。
[0004]为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案:
一种用于相似材料模拟试验的支架推移装置及使用方法，包括绞盘、导轨、钢丝绳、支架。
[0005]所述的绞盘底座为一矩形钢板，钢板两端焊有两块垂直于底座的矩形钢板，上方再焊有半圆形钢板，两块垂直于底座的钢板上开有圆孔，孔中焊上滚动轴承，穿过两个滚动轴承安装有一根圆形滚轴，滚轴中间开有两个圆孔，一个用于穿过钢丝绳，另一个安装有六角螺栓，用于固定钢丝绳，滚轴一端开有一个圆孔，用于安装滚轴把手，滚轴末端刻有标尺，转动滚轴拉动钢丝绳使支架向前移动，移动距离可以直接读出。
[0006]所述的导轨底座为一块矩形钢板，顶梁为两块矩形钢板，通过支柱将两块钢板焊在底座上，顶梁两块钢板之间留有轨道，作为支架移动的轨道。
[0007]所述的支架底座和顶梁都为矩形钢板，顶梁两端稍微下沉，底座和顶梁通过立柱焊在一起，底座下焊有T型钢，T型钢立柱上有一圆孔，用于连接钢丝绳。
[0008]本发明的有益技术效果是:
本发明实现了相似材料模拟试验中支架从原型到模型的转化，基本实现了原型支架的工程特点，制造工艺简单，且适应性较强，可适用于相似材料模拟试验中不同厚度煤层回采工作面;绞盘以及导轨基本实现了原型支架推移装置的作用，且操作简单;在二维相似材料模拟试验中布置一台装置即可，在三维相似材料模拟试验中，可以根据试验台尺寸选择多台装置并排;解决了原型支架在相似模拟过程中的支架模型制作工艺复杂、成本高的问题； 解决了模拟过程中支架向前移动不便的问题以及向前移动距离的问题。
【附图说明】
[0009]图1为本发明的正视图图2为本发明的俯视图
图3为本发明的左视图图4为本发明的连接结构图图5为本发明的使用状态图
其中，I一绞盘，2—导轨，3—钢丝绳，4一支架，5—绞盘底座，6—绞盘支座，7—滚动轴承，8一滚轴，9一六角螺检，10一滚轴把手，11一导轨底座，12一导轨支柱，13一导轨顶梁，14 一支架顶梁，15—支架立柱，16—支架底座，17—T型钢。
【具体实施方式】
[0010]本发明提供了一种用于相似材料模拟试验的支架推移装置及使用方法，为了使本发明的目的、技术方案以及优点更清楚、明确，以下将结合附图与具体实施例对本发明进一步详细说明。
[0011]由图1至图4所示，一种用于相似材料模拟试验的支架推移装置及使用方法由绞盘
1、导轨2、钢丝绳3、支架4组成。其中绞盘I由底座5、支座6、滚动轴承7、滚轴8、六角螺栓9、滚轴把手10构成;导轨2由底座11、支柱12、顶梁13组成;支架4由顶梁14、支架立柱15、底座16、T型钢17组成。绞盘I用螺栓固定在导轨2的底座11上，将支架4安放在导轨2的顶梁13上，把支架4的T型钢17套入导轨顶梁13上的轨道中，将钢丝绳3—端固定在支架4的T型钢17的立柱上，另一端固定在绞盘I的六角螺栓9处。
[0012]支架推移装置的支架尺寸需保证支护住工作空间的顶板，导轨的尺寸应保证长于试验台的长度，对于长X宽X高=3000mm X 200mm X 2000mm的相似模拟试验台，可设计导轨的底座尺寸为长X宽X高=3300mm X 200mm X 20mm，顶梁的尺寸为长X宽X高=3000mmX200mm X 20mm，导轨的高度为100mm;支架的尺寸固定，尺寸为长X宽X高=10mm X 200mmX80mm ；绞盘的尺寸固定，底座尺寸为长X宽X高=200mm X 200mm X 20mm的矩形钢板，绞盘高度为300mm。对于长X宽X高=3000mm X 3000mm X 2000mm的相似模拟试验台，支架推移装置的尺寸不需要变化，将多台支架推移装置并排即可。
[0013]本发明的工作方式及机理是:针对长X宽X高=3000mm X 200mm X 2000mm的相似模拟试验台，取相似材料模拟试验几何相似比为I: 100，现场Im相当于相似试验中10mm，在进行相似试验的材料铺设时，先将导轨放在试验台的最底层，并将绞盘和支架安装在导轨上，并用钢丝绳将绞盘和支架连接，安装完毕后再进行上层相似材料的铺设，见图5，试验台进行回采模拟时，通过转动绞盘上的滚轴可以将支架向前移动，移动距离可以直接从滚轴一端上的标尺读出。针对长X宽X高=3000mm X 3000mm X 2000mm的相似模拟试验台，在进行相似试验的材料铺设时，可将20套支架推移装置并排放在试验台的最底层，之后再进行相似材料的铺设，在进行回采模拟时，通过不同方式及次序转动绞盘滚轴，可以模拟不同的移架方式。
[0014]应当理解的是，以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征以及本发明的优点，并对装置尺寸以及具体试验步骤进行较为详细的描述，并不能因此而认为是对本发明专利保护范围的限制，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明权利要求所保护的范围情况下，还可以做出各种变化和改进，这些变化和改进均落入本发明的保护范围之内，本发明的请求保护范围应以所附权利要求书界定。
【主权项】
1.一种用于相似材料模拟试验的支架推移装置及使用方法，包括绞盘(I)、导轨(2)、钢丝绳(3)、支架(4)，其特征在于:绞盘底座(5)通过螺栓固定在导轨底座(11)上，支架(4)通过T型钢(17)套在导轨(2)的轨道上，绞盘滚轴(8)和支架(4)的T型钢(17)通过钢丝绳(3)连接。2.根据权利要求1所述的一种用于相似材料模拟试验的支架推移装置，其特征在于:所述的绞盘(I)包括底座(5)、支座(6)、滚动轴承(7)、滚轴(8)、六角螺栓(9)、滚轴把手(10);绞盘底座(5)开有四个圆孔，通过螺栓与导轨底座(II)固定;滚轴(8)中间开有两个圆孔，一个用于穿过钢丝绳(3)，另一个用于安装六角螺栓(9)固定钢丝绳(3);滚轴(8)—端刻有标尺，用于读出支架移动距离。3.根据权利要求1所述的一种用于相似材料模拟试验的支架推移装置，其特征在于:所述的导轨(2)包括底座(11)、支柱(12)、顶梁(13);导轨底座(11)上有四个圆孔，通过螺栓与绞盘底座(5)固定;顶梁(13)的两块钢板之间留有一定宽度轨道，作为支架(4)的运动轨道。4.根据权利要求1所述的一种用于相似材料模拟试验的支架推移装置，其特征在于:所述的支架(4)包括顶梁(14)、立柱(15)、底座(16)、T型钢(17);支架顶梁(14)前后稍微下沉，底座(16)上焊有T型钢(17)，Τ型钢(17)的立柱上开有圆孔，用于连接钢丝绳(3)。5.根据权利要求1所述的一种用于相似材料模拟试验的支架推移装置及使用方法，其特征在于:在进行相似试验的材料铺设时，先将导轨(2)放在试验台的最底层，用钢丝绳(3)连接绞盘(I)和支架(4)，支架(4)的T型钢(17)套在导轨(2)的轨道上，安装完毕后再进行上层相似材料的铺设，试验台进行回采模拟时，通过转动绞盘(I)上的滚轴(8)可以将支架(4)向前移动，移动距离可以直接从滚轴(8)—端上的标尺读出。
【专利摘要】本发明公开了一种用于相似材料模拟试验的支架推移装置及使用方法，该装置包括绞盘、导轨、钢丝绳、支架；绞盘底座上开有四个圆孔，用螺栓与导轨底座固定，支座上架有滚轴；导轨底座为矩形钢板，顶梁为两块矩形钢板，通过支柱将两块钢板焊在底座上，顶梁两块钢板之间留有轨道；支架底座和顶梁通过立柱焊在一起，底座下焊有T型钢；用钢丝绳连接绞盘和支架，支架T型钢套在导轨轨道上，转动滚轴拉动钢丝绳使支架向前移动，移动距离可在滚轴一端的标尺上读出；本发明实现了相似材料模拟试验中，支架推移装置从原型到模型的简化，基本实现原型推移装置的工程特点，制作工艺及使用方法简单，适用性强。
【IPC分类】E21D23/04, E21D23/08
【公开号】CN105587332
【申请号】CN201610006920
【发明人】王同旭, 江东海, 马文强, 蒋子龙, 张恒, 宋学峰
【申请人】山东科技大学
【公开日】2016年5月18日
【申请日】2016年1月7日