一种模拟陷落柱结构受振变形的装置的制作方法

本技术属于煤层研究模拟，具体为一种模拟陷落柱结构受振变形的装置。

背景技术：

1、煤层中往往发育一些构造体，如断层、陷落柱、冲刷带、褶曲等，对煤炭正常稳定开采造成严重影响，严重者带来煤与瓦斯突出、突水等安全事故。其中，陷落柱是由于地下水的不断溶蚀，造成石灰岩中溶洞逐渐扩大，加之在构造运动和上覆岩层重力长期作用下，有些溶洞发生坍塌，导致包括煤层在内的上部地层塌陷，引起煤层变形破坏，从而在煤层中形成岩溶陷落柱。其中，柱体内部由煤层顶板及上覆地层的垮落岩石组成，大小、形态、堆积方式、胶结程度差异性较大。在陷落柱形成及演化过程中，地质构造作用是必不可少的条件之一。研究在构造运动条件下陷落柱柱体内部岩石的变形和移动特征对于揭示陷落柱的成因及演化本质具有重要的科学价值，同时对于煤矿隐蔽致灾因素的防治和煤炭安全高效开采具有指导意义。

2、目前，已有的大部分模拟陷落柱结构受振变形的装置由多系统构成，装置结构和操作流程复杂，费时费力，占地面积较大。另外，在模拟内容方面，基本都是无外力作用下的静态演示。

技术实现思路

1、本实用新型克服了现有技术的不足，提出一种模拟陷落柱结构受振变形的装置。

2、为了达到上述目的，本实用新型是通过如下技术方案实现的。

3、一种模拟陷落柱结构受振变形的装置，包括样品装填单元和振动单元；所述样品装填单元包括进料斗和连接在进料斗底部的滤料箱体，进料斗与滤料箱体之间通过设置的过滤筛板相连通；进料斗的侧壁角度可调整用于改变进料斗的容积和形态；所述的振动单元包括外壳和放置在外壳内的箱体；箱体顶部与滤料箱体底部之间、箱体左右侧壁与外壳的左右侧壁之间、箱体前后侧壁与外壳的前后侧壁之间均可拆卸连接有振动结构；所述振动结构包括弹簧和拉杆，通过拉杆控制弹簧的位移量并产生对样品装填单元的振动。

4、进一步的，所述进料斗相对的一组侧壁与滤料箱体固定连接，进料斗相对的另一组侧壁与滤料箱体转动连接；所述的另一组侧壁连接有支撑装置。

5、更进一步，滤料箱体的底部连接有平板，所述支撑装置连接在平板与另一组侧壁之间。

6、进一步的，所述进料斗顶部设置有顶盖；所述顶盖下部边缘设置有倒三角刻槽，进料斗的侧壁顶部边缘位于倒三角刻槽内。

7、更进一步的，所述进料斗和顶盖均为透明材质。

8、进一步的，箱体底部设置有内凹的半圆槽，半圆槽内转动连接有轮轴。

9、进一步的，设置在箱体顶部与滤料箱体底部之间的振动结构包括上振动杆和上弹簧；所述上弹簧一端与箱体相连接，另一端与上振动杆的下端相连接，所述上振动杆的上端与样品装填单元相连接。

10、进一步的，设置在箱体左右侧壁与外壳的左右侧壁之间的振动结构包括右振动杆和左弹簧，所述左弹簧连接在外壳的左侧壁和箱体的左侧壁之间，右振动杆一端与箱体的右侧壁相连接，另一端伸出外壳的右侧壁；

11、设置在箱体前后侧壁与外壳的前后侧壁之间的振动结构包括前振动杆和后弹簧，所述后弹簧连接在外壳的后侧壁和箱体的后侧壁之间，前振动杆一端与箱体的前侧壁相连接，另一端伸出外壳的前侧壁。

12、进一步的，所述的拉杆设置有刻度。

13、进一步的，过滤筛板与滤料箱体可拆卸连接。

14、本实用新型相对于现有技术所产生的有益效果为：

15、本实用新型与传统陷落柱模拟装置相比，（1）本装置样品装填单元可视化，可直观表征陷落柱柱体结构；（2）样品装填单元与振动单元连接，可实现陷落柱在构造运动下的结构变化的模拟；（3）振动单元采用简易而巧妙的弹簧机械结构，能够实现不同方向、位移量可控的振动模拟；（4）操作简易，模拟流程包括样品装填、振动引发、结果记录等，可用于教学实习和科学研究等方面。

技术特征：

1.一种模拟陷落柱结构受振变形的装置，其特征在于，包括样品装填单元和振动单元；所述样品装填单元包括进料斗和连接在进料斗底部的滤料箱体，进料斗与滤料箱体之间通过设置的过滤筛板相连通；进料斗的侧壁角度可调整用于改变进料斗的容积和形态；所述的振动单元包括外壳（7）和放置在外壳（7）内的箱体（8）；箱体（8）顶部与滤料箱体底部之间、箱体（8）左右侧壁与外壳（7）的左右侧壁之间、箱体（8）前后侧壁与外壳（7）的前后侧壁之间均可拆卸连接有振动结构；所述振动结构包括弹簧和拉杆，通过拉杆控制弹簧的位移量并产生对样品装填单元的振动。

2.根据权利要求1所述的一种模拟陷落柱结构受振变形的装置，其特征在于，所述进料斗相对的一组侧壁与滤料箱体固定连接，进料斗相对的另一组侧壁与滤料箱体转动连接；所述的另一组侧壁连接有支撑装置。

3.根据权利要求2所述的一种模拟陷落柱结构受振变形的装置，其特征在于，滤料箱体的底部连接有平板（5），所述支撑装置连接在平板（5）与另一组侧壁之间。

4.根据权利要求1所述的一种模拟陷落柱结构受振变形的装置，其特征在于，所述进料斗顶部设置有顶盖（3）；所述顶盖（3）下部边缘设置有倒三角刻槽，进料斗的侧壁顶部边缘位于倒三角刻槽内。

5.根据权利要求4所述的一种模拟陷落柱结构受振变形的装置，其特征在于，所述进料斗和顶盖（3）均为透明材质。

6.根据权利要求1所述的一种模拟陷落柱结构受振变形的装置，其特征在于，箱体（8）底部设置有内凹的半圆槽（9），半圆槽（9）内转动连接有轮轴（10）。

7.根据权利要求1所述的一种模拟陷落柱结构受振变形的装置，其特征在于，设置在箱体（8）顶部与滤料箱体底部之间的振动结构包括上振动杆（11）和上弹簧（12）；所述上弹簧（12）一端与箱体（8）相连接，另一端与上振动杆（11）的下端相连接，所述上振动杆（11）的上端与样品装填单元相连接。

8.根据权利要求1所述的一种模拟陷落柱结构受振变形的装置，其特征在于，设置在箱体（8）左右侧壁与外壳（7）的左右侧壁之间的振动结构包括右振动杆（13）和左弹簧（14），所述左弹簧（14）连接在外壳（7）的左侧壁和箱体（8）的左侧壁之间，右振动杆（13）一端与箱体（8）的右侧壁相连接，另一端伸出外壳（7）的右侧壁；

9.根据权利要求1所述的一种模拟陷落柱结构受振变形的装置，其特征在于，所述的拉杆设置有刻度。

10.根据权利要求1所述的一种模拟陷落柱结构受振变形的装置，其特征在于，过滤筛板与滤料箱体可拆卸连接。

技术总结
本技术公开了一种模拟陷落柱结构受振变形的装置，属于煤层研究模拟技术领域；包括样品装填单元和振动单元；样品装填单元包括进料斗和连接在进料斗底部的滤料箱体，进料斗的侧壁角度可调整用于改变进料斗的容积和形态；振动单元包括外壳和放置在外壳内的箱体；箱体顶部与滤料箱体底部之间、箱体左右侧壁与外壳的左右侧壁之间、箱体前后侧壁与外壳的前后侧壁之间均可拆卸连接有振动结构；振动结构包括弹簧和拉杆，通过拉杆控制弹簧的位移量并产生对样品装填单元的振动；本装置可实现陷落柱在构造运动下的结构变化的模拟，能够实现不同方向、位移量可控的振动模拟。

技术研发人员：马帅,吕帅锋,刘和平,熊章凯,陈晓鹏,陈冲,张妮,韩霞,晁巍巍
受保护的技术使用者：山西潞安环保能源开发股份有限公司
技术研发日：20230710
技术公布日：2024/1/5