一种适于任意倾角煤层相似模拟的实验装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种相似模拟实验装置，尤其涉及一种适于任意倾角煤层相似模拟的实验装置。
【背景技术】
[0002]煤矿开采过程中，由于岩体/煤体的本构关系复杂，无法通过理论分析或数学模型进行计算，采用人工实地现场测量的方法，一是周期长，二是需要耗费大量的人力、物力与财力，而且，单纯的现场测量根本无法满足准确预知开采过程中岩体内部性状的各种变化，因而需要借助相似模拟实验装置进行煤层相似材料的铺设成型，并进行相关实验数据的检测和分析，进而指导生产实践。
[0003]传统的相似模拟材料的实验装置，一般只适合铺设水平岩层对具有一定倾角煤层的相似材料的存放空间难以形成。。
[0004]目前，对于大倾角煤层的相似材料的铺设，通常采用通过提升机或者液压举升等机械将整个实验装置倾斜的方式进行。这种方法的主要问题在于:在铺设过程中，整个实验装置很难有效保证其稳定性，特别是在相似材料铺设过程的压实环节，这种不稳更加明显，极易出现整个实验装置左右晃动。实际使用过程中，对于这种自身质量很大的模拟实验装置的固定/稳定，往往需要使用斜拉钢丝绳或采用其他如三角支撑的方式进行固定/稳定；麻烦的是，这不但费时费力、占地空间大，也存在一定程度的安全隐患。而且，在实验装置周边设置过多的支撑或平衡物，不可避免地，将使得相似材料铺设操作过程中碍手碍脚，进而增加相似材料铺设操作的难度，直接影响模拟实验的工作效率。
[0005]为解决上述倾角煤层相似材料成型实验装置的平衡性和稳定性的技术问题，本领域的技术人员进行了大量的技术改进和积极的探索，也取得了一定的进步:
[0006]中国专利申请CN103630668A公开了一种大倾角煤层相似模拟实验装置及其实验方法，其在现有技术的采矿物理相似模拟实验装置的基础上，省略其所配备的液压举升装置或提升装置后，增加了直角三角形护板，使用过程中，通过人工将各种直角三角形护板与水平护板的不同组合使用，以进行水平或大倾角相似材料敷设。
[0007]上述技术手段的大倾角煤层相似模拟实验装置其平衡性稳定性可靠，实验结果的真实性和可靠性也较高。
[0008]但是，其相似模拟材料的铺设过程中，需要频繁交替使用多种护板，一方面，将大幅增加实验操作人员的劳动强度，另一方面，其相似材料铺设所需时间将大幅延长，实验操作过程的效率低下。
【实用新型内容】
[0009]本实用新型的目的是，提供一种具有良好平衡性、稳定性和适应性的适于任意倾角煤层相似模拟的实验装置，其结构简单、合理，操作与调节十分简便。
[0010]本实用新型为实现上述目的所采用的技术方案是，一种适于任意倾角煤层相似模拟的实验装置，包括底座、左立柱和右立柱，其特征在于，还包括有抽拉式底板和千斤顶；
[0011]所述底座由U形钢制成，水平放置，包括上顶板、下底板和开口部，其中，所述开口部朝外开口，所述上顶板上开设有若干通透孔，所述通透孔的孔径大于所述千斤顶的柱塞直径；
[0012]所述左立柱朝内的一侧设置贯通其上下两端的卡槽；
[0013]所述右立柱的底端设置有一用于安装铰接轴的缺口部；
[0014]所述抽拉式底板的左端固定连接有一滑块，所述滑块插入所述卡槽内形成可滑动连接；
[0015]所述抽拉式底板的右端设置有铰接轴孔，并通过上述铰接轴与所述右立柱铰接；
[0016]所述千斤顶数量为若干，各千斤顶的底座分别置于所述U形钢的下底板的内表面上，各千斤顶的柱塞分别位于相应的通透孔的正下方。
[0017]上述技术方案直接带来的技术效果是，通过调节千斤顶柱塞的高度，即可根据实验需要任意调节抽拉式活动底板与水平面的倾斜度，满足了任意倾角煤层相似模拟的实验需要;
[0018]上述技术方案的实验装置，其结构简单、操作简便，实验操作过程，特别是相似材料的铺设过程，操作人员劳动强度小、效率高，且所需时间短；
[0019]上述技术方案的实验装置，在相似材料的铺设和压实过程中，其整体平衡性和稳定性良好、可靠。
[0020]优选为，上述抽拉式底板上还设置有橡胶密封套。
[0021]该优选技术方案直接带来的技术效果是，在抽拉式底板上设置有橡胶密封套，其目的是防止相似材料的颗粒物粘附在其内层板上，进而造成抽拉过程中的卡阻、失效或者损坏。
[0022]进一步优选，上述适于任意倾角煤层相似模拟的实验装置，还包括有一橡胶密封条，所述橡胶密封条的横截面形状与所述卡槽形状相同，所述橡胶密封条从上向下插入所述卡槽内部，形成松配合。
[0023]该优选技术方案直接带来的技术效果是，橡胶密封条的主要作用也是为了有效避免相似材料的颗粒物进入卡槽内形成卡阻，进而导致抽拉式底板的滑块在卡槽内不能上下自由滑动。
[0024]进一步优选，上述橡胶密封条的长度大于或者等于所述左立柱的长度。
[0025]该优选技术方案直接带来的技术效果是，橡胶密封条的长度大于或者等于左立柱的长度这一技术手段的采用，便于实验结束后，橡胶密封条自身的抽出。
[0026]进一步优选，上述千斤顶为自锁式液压千斤顶或螺旋式千斤顶。
[0027]该优选技术方案直接带来的技术效果是，采用具有自锁功能的自锁式液压千斤顶或螺旋式千斤顶，可以保证在相似材料的压实过程中，抽拉式底板不会出现下移或者出现上下晃动，从而有效保证实验过程中，相似材料的压实效果。
[0028]综上所述，本实用新型相对于现有技术，具有以下有益效果:
[0029]1、结构简单、合理，操作与调节十分简便，并可根据煤层的具体倾角任意调节。
[0030]2、无论是在相似模拟材料铺设，还是在相似材料的压实过程中，整个实验装置均具有良好的稳定性与平衡性。
[0031]3、实验操作过程，特别是相似材料的铺设过程，操作人员劳动强度小、效率高，且所需时间短。适于任意倾角煤层相似模拟的实验装置适于任意倾角煤层相似模拟的实验装置
【附图说明】
[0032]图1为本实用新型适于任意倾角煤层相似模拟的实验装置在实验开始前的状态结构示意图；
[0033]图2为本实用新型适于任意倾角煤层相似模拟的实验装置在实验过程中的状态结构示意图；
[0034]图3为抽拉式底板的结构示意图；
[0035]图4为左立柱的横截面的剖示意结构示意图。
[0036]附图标记说明:1、底座；2、右立柱；3、卡槽；4、左立柱；5、抽拉式底板；6、千斤顶；
7、通透孔；8、滑块；9、铰接轴孔。
【具体实施方式】
[0037]下面结合附图，对本实用新型进行详细说明。
[0038]如图1、图2所示，本实用新型的适于任意倾角煤层相似模拟的实验装置，包括底座1、左立柱4和右立柱2，其特征在于，还包括有抽拉式底板5和千斤顶6 ；
[0039]上述底座I由U形钢制成，水平放置，包括上顶板、下底板和开口部，其中，上述开口部朝外开口，上述上顶板上开设有若干通透孔7，上述通透孔的孔径大于上述千斤顶的柱塞直径；
[0040]如图3、图4所示，上述左立柱朝内的一侧设置贯通其上下两端的卡槽3 ;
[0041]上述右立柱的底端设置有一用于安装铰接轴的缺口部(图中未示出)；
[0042]上述抽拉式底板的左端固定连接有一滑块8，上述滑块8插入上述卡槽3内形成可滑动连接；
[0043]上述抽拉式底板的右端设置有铰接轴孔9，并通过上述铰接轴与所述右立柱铰接;
[0044]上述千斤顶数量为若干，各千斤顶的底座分别置于上述U形钢的下底板的内表面上，各千斤顶的柱塞分别位于相应的通透孔的正下方。
[0045]上述抽拉式底板上还设置有橡胶密封套(图中未示出)。
[0046]上述的适于任意倾角煤层相似模拟的实验装置，其还包括有一橡胶密封条(图中未示出)，上述橡胶密封条的横截面形状与上述卡槽形状相同，上述橡胶密封条从上向下插入上述卡槽内部，形成松配合。
[0047]上述橡胶密封条的长度大于或者等于上述左立柱的长度。
[0048]对于上述的各种结构形式的适于任意倾角煤层相似模拟的实验装置，其中，所采用的千斤顶为自锁式液压千斤顶或螺旋式千斤顶。
【主权项】
1.一种适于任意倾角煤层相似模拟的实验装置，包括底座、左立柱和右立柱，其特征在于，还包括有抽拉式底板和千斤顶； 所述底座由U形钢制成，水平放置，包括上顶板、下底板和开口部，其中，所述开口部朝外开口，所述上顶板上开设有若干通透孔，所述通透孔的孔径大于所述千斤顶的柱塞直径； 所述左立柱朝内的一侧设置贯通其上下两端的卡槽； 所述右立柱的底端设置有一用于安装铰接轴的缺口部； 所述抽拉式底板的左端固定连接有一滑块，所述滑块插入所述卡槽内形成可滑动连接; 所述抽拉式底板的右端设置有铰接轴孔，并通过上述铰接轴与所述右立柱铰接； 所述千斤顶数量为若干，各千斤顶的底座分别置于所述U形钢的下底板的内表面上，各千斤顶的柱塞分别位于相应的通透孔的正下方。
2.根据权利要求1所述的适于任意倾角煤层相似模拟的实验装置，其特征在于，所述抽拉式底板上还设置有橡胶密封套。
3.根据权利要求1所述的适于任意倾角煤层相似模拟的实验装置，其特征在于，还包括有一橡胶密封条，所述橡胶密封条的横截面形状与所述卡槽形状相同，所述橡胶密封条从上向下插入所述卡槽内部，形成松配合。
4.根据权利要求2所述的适于任意倾角煤层相似模拟的实验装置，其特征在于，所述橡胶密封条的长度大于或者等于所述左立柱的长度。
5.根据权利要求1-4任一所述的适于任意倾角煤层相似模拟的实验装置，其特征在于，所述千斤顶为自锁式液压千斤顶或螺旋式千斤顶。
【专利摘要】本实用新型公开了一种适于任意倾角煤层相似模拟的实验装置，包括底座、左右立柱、抽拉式底板和千斤顶；其底座由U形钢制成、水平放置，开口部朝外开口、上顶板上开设有若干孔径大于千斤顶柱塞直径的通透孔；左立柱朝内的一侧设置贯通其上下端的卡槽；右立柱的底端设置有一用于安装铰接轴的缺口部；抽拉式底板的左端固定有一滑块，该滑块插入卡槽内成可滑动连接；上述抽拉式底板的右端通过铰接轴与右立柱铰接；千斤顶数量为若干，各千斤顶的底座分别置于U形钢的下底板的内表面上，各千斤顶的柱塞分别位于相应的通透孔的正下方。本实用新型结构简单、操作简便、实验操作效率高、劳动强度小，倾角可任意调节等特点。
【IPC分类】G01N33-24
【公开号】CN204405655
【申请号】CN201520126331
【发明人】张景煜, 石永奎, 张玉腾, 王文正, 李鹏瑞, 张磊
【申请人】山东科技大学
【公开日】2015年6月17日
【申请日】2015年3月4日