褶曲构造的形成模拟装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种褶曲构造的形成模拟装置。
【背景技术】
[0002]地层中有相当比例的煤炭资源赋存于褶皱地质构造之内。煤炭资源的开发、利用会不可避免的受褶曲构造的影响，很多具有开采价值的井田受褶曲构造的控制，褶曲构造附近常常发生冲击矿压，褶曲构造又可影响煤体应力强度及采矿工程稳定性，从而给煤矿的开采带来了一定的困难，这严重的制约着煤矿的安全、高效、健康发展。因而褶曲构造的研宄对煤矿的生产及安全具有很重要的实际意义，如:巷道合理设计，煤层的合理安全开采，煤矿防治冲击地压、煤与瓦斯突出等。然而对褶曲区应力分布及稳定性分析只在数值模拟上取得一定进展，缺少相应的模型试验来进一步研宄。
[0003]用模型试验研宄围岩变形以及支护对策已得到人们普遍认可，国内外也在岩土和采矿工程领域内的模型实验方法应用上开展了许多工作，但对于复杂地质构造模型大都集中断层模型上，而褶曲构造模型涉及甚少。目前用于工程模拟的褶曲模型大都是直接铺设成型，未涉及其形成过程，这与实际往往相差甚大。在褶曲构造形成方面，石油及地质领域对地质构造演化过程的模型试验取得了一定的成果，能够模拟地层变形的拉压模型、平面剪拉模型、平面剪压模型，可对实验过程中的受力及变形进行量化数据和图形采集。还有具有多功能复合力系驱动，可实现各种不同类型的驱动力作用下的构造变形，模型由二维拓展为三维。也有能够进行同沉积生长地层构造变形模拟实验，可定量控制变形速率及沉积速率。但所做模型一般不用于进行诸如巷道开挖或煤层开采等工程模拟，用地质构造试验平台也不宜进行工程的力学实验分析。这显然不能满足实验室中对于复杂构造煤层的巷道开挖、煤层开采等工程相似模拟及其稳定性试验分析的研宄。
【实用新型内容】
[0004]鉴于上述现有技术的不足，本实用新型提供的一种褶曲构造的形成模拟装置，对所制备含褶曲煤层模型的力学试验分析，可为复杂地质构造煤层的巷道开挖及煤层开采提供对应参数。
[0005]为解决上述技术问题，本实用新型方案包括:
[0006]一种褶曲构造的形成模拟装置，其包括试验箱主体，其中，该试验箱主体的前端面设置有钢化玻璃板，试验箱主体内的两侧分别设置有能沿试验箱主体移动的侧推板，试验箱主体的顶部为开口 ；试验箱主体底部开设有兼做导轨的条形孔，试验箱主体底部配置有底部挡板，该底部挡板上布置有多个支撑螺柱，支撑螺柱穿入条形孔内，并能在条形孔内移动，支撑螺柱的上端配置有底部弧形推板或底部平面推板；在褶曲构造制备时，支撑螺柱的上端配置有底部弧形推板，两个侧推板在试验箱主体内相向移动，试验箱主体的顶部为开口处于空闲状态；在模拟试验时，支撑螺柱的上端配置有底部平面推板，两个侧推板在试验箱主体内相向移动，开口内布置有顶部承载板，顶部承载板与底板平面推板在试验箱主体内相向移动。
[0007]所述的形成模拟装置，其中，上述试验箱主体的两侧分别设置有侧面挡板，侧面挡板与对应的侧推板之间均匀布置有多个传力螺栓，侧面挡板、侧推板在与传力螺栓相对应处均设置有螺母，传力螺栓穿入对应的螺母中，每个传力螺栓均配置有万向滚珠，侧推板随传力螺栓移动。
[0008]所述的形成模拟装置，其中，上述底部挡板上设置有条形槽，条形槽与条形孔相同，支撑螺柱穿过条形孔与条形槽到达指定位置后固定在底部挡板上。
[0009]所述的形成模拟装置，其中，上述试验箱主体底部的横向侧边与试验箱主体侧面的纵向侧边上设置有刻度线，刻度线用于确定支撑螺柱的位置。
[0010]所述的形成模拟装置，其中，每个传力螺栓与支撑螺柱上均配置有单向卡扣。
[0011]本实用新型提供的一种褶曲构造的形成模拟装置，其结构简单合理，操作使用方便，易于维护，可以满足含褶曲构造煤层模型的各种力学试验的需要，其可进行含褶曲煤层的构造形成模拟试验，实现模型双向挤压及隆升的复合运动，其位移及速率可达到精确控制，模型褶曲位置、褶曲个数及褶曲曲率也能得到准确的控制；所制备模型还可承受一定强度，能进行巷道开挖、煤层开采等工程模拟；利用本装置亦可进行模型巷道的各种复合加载试验，从而对巷道稳定性做出有效地分析；不仅能对褶曲构造形成机制和演化规律的提供相关参数，而且还在复杂煤层尤其含褶曲构造煤层的巷道合理开挖及稳定性分析方面提供更为精准的参数。
【附图说明】
[0012]图1是本实用新型中形成模拟装置的结构示意图；
[0013]图2是本实用新型中铺设材料有材料之形成模拟装置的结构示意图；
[0014]图3是本实用新型中褶曲构造形成模拟之形成模拟装置的结构示意图；
[0015]图4是本实用新型中褶曲构造模型加载之形成模拟装置的结构示意图；
[0016]图5是本实用新型中褶曲构造模型稳定性试验的示意图；
[0017]其中，I一试验箱主体；2—侧推板；3—侧面挡板；4一底部弧形推板；5—底部挡板；6—传力螺栓；7—条形孔；8—万向滚珠；9一单向卡扣；10—条形槽；11一娃胶垫；12—底部平面推板；13—顶部承载板；14一开口 ；15—支撑螺柱；16—螺母；17—开挖位置。
【具体实施方式】
[0018]本实用新型提供了一种褶曲构造的形成模拟装置，为使本实用新型的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本实用新型进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0019]本实用新型提供了一种褶曲构造的形成模拟装置，如图1、图2、图3与图4所示的，其包括试验箱主体I，试验箱主体I整体为长方体结构，由5_钢板焊接而成，前端面中空仅四周留有15_的距离，可插入钢化透明玻璃板，即该试验箱主体I的前端面设置有钢化玻璃板，试验箱主体I内的两侧分别设置有能沿试验箱主体I移动的侧推板2，试验箱主体I的顶部为开口 ；试验箱主体I底部开设有兼做导轨的条形孔7，试验箱主体I底部配置有底部挡板5，该底部挡板5上布置有多个支撑螺柱15，支撑螺柱15穿入条形孔7内，并能在条形孔7内移动，也就是说多个支撑螺柱15通过在条形孔7内移动，支撑螺柱15的上端配置有底部弧形推板4或底部平面推板12 ;在褶曲构造制备时，支撑螺柱15的上端配置有底部弧形推板4，两个侧推板2在试验箱主体I内相向移动，试验箱主体I的顶部为开口 14处于空闲状态；在模拟试验时，支撑螺柱15的上端配置有底部平面推板12，两个侧推板2在试验箱主体I内相向移动，开口 14内布置有顶部承载板13，顶部承载板13与底板平面推板12在试验箱主体I内相向移动。比如通过双轴试验机的水平加载系统、竖直加载系统与侧推板2、该底部挡板5相连接，控制侧推板2在水平方向、底部挡板5在竖直方向上移动，进而可以可控制褶曲构造的褶曲个数、褶曲位置及褶曲曲率。
[0020]更进一步的，上述试验箱主体I的两侧分别设置有侧面挡板3，侧面挡板3与对应的侧