一种用于监测煤柱垂向压缩变形量的试验装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型设及煤柱变形监测装置领域，具体的说是一种用于监测煤柱垂向压缩 变形量的试验装置。
【背景技术】
[0002] 近年来，由于监测技术的限制W及设备研发的不足，对于煤柱变形的研究，大多只 将关注点放在对煤柱横向变形中的相关参数进行观测，而没有对煤柱垂向变形开展观测研 究。运类研究方法具有一定的局限性，不能完全反映煤柱整体变形规律，因此限制了煤柱稳 定性研究的进一步发展。
【发明内容】
[0003] 为解决上述存在的技术问题，本实用新型提供了一种用于监测煤柱垂向压缩变形 量的试验装置，结构简单，操作方便，对于煤柱垂向压缩变形量的测量结果精准可靠，为煤 柱垂向变形研究提供可靠的辅助手段。
[0004] 为达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：
[000引一种用于监测煤柱垂向压缩变形量的试验装置，包含有液压累、限压阀、量筒、Y型 供液管道、水平连杆、固定卡死结构、多级液压缸和锥形钻头，所述多级液压缸垂直放置，所 述锥形钻头与多级液压缸的最后一级柱塞顶部固定连接，所述多级液压缸除最后一级柱塞 外均设置有固定卡死结构，所述水平连杆固定于多级液压缸的底部，所述Y型供液管道的= 个端口分别连接多级液压缸、液压累和限压阀进口端，所述限压阀出口端与量筒连通。
[0006] 所述Y型供液管道与液压累、限压阀之间分别设置有截止阀口。
[0007] 本实用新型将锥形钻头与多级液压缸的最后一级柱塞固定为一体，通过液压累驱 动多级液压缸带动锥形钻头对煤柱进行垂向钻孔，在煤柱横向变形量监测时，通过测量多 级液压缸中排出到量筒内的液体体积，间接获得煤柱垂向变形量，结构简单，操作快捷，安 全性高。
【附图说明】
[0008] 图1为本实用新型结构示意图。
【具体实施方式】
[0009] 下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细描述：
[0010] 如图1所示，该用于监测煤柱垂向压缩变形量的试验装置，包含有液压累1、限压阀 2、量筒3、Y型供液管道4、水平连杆6、固定卡死结构7、多级液压缸8和锥形钻头9,所述多级 液压缸8垂直放置，所述锥形钻头9与多级液压缸8的最后一级柱塞顶部固定连接，所述多级 液压缸8除最后一级柱塞外均设置有固定卡死结构7,所述水平连杆6固定于多级液压缸8的 底部，所述Y型供液管道4的=个端口分别连接多级液压缸8、液压累1和限压阀2进口端，所 述限压阀2出口端与量筒3连通。
[0011] 作为优选的方式，所述Y型供液管道4与液压累1、限压阀2之间分别设置有截止阀 口5。
[0012] 本实用新型的具体操作过程如下：
[001引煤柱垂向钻孔包括如下步骤：
[0014] (1)确定需要监测的煤柱变形位置;采用常规方法钻设水平钻孔至指定位置，水平 钻孔直径大于多级液压缸8(含锥形钻头9)最大尺寸；
[0015] (2)通过水平连杆則尋多级液压缸8(含锥形钻头9)及Y型供液管道4推入水平钻孔 内，当多级液压缸8到达钻设垂向钻孔的指定位置后，停止推进；
[0016] (3)打开Y型供液管道4与液压累1之间的截止阀口，关闭Y型供液管道4与限压阀2 之间的截止阀口，启动液压累1，向多级液压缸8内注入高压液体；
[0017] (4)多级液压缸8在液压作用下，从第一级柱塞开始依次伸出，推动最后一级柱塞 顶部的锥形钻头9钻入煤体，除最后一级柱塞外，每级柱塞完全伸出后即被卡死，在缸体内 有油液的情况下不能退回；
[0018] (5)当多级液压缸8柱塞全部伸出后，关闭液压累1，关闭Y型供液管道4与液压累1 之间的截止阀口。
[0019] 煤柱垂向变形量的监测包括W下步骤：
[0020] (1)设置限压阀2开启压力值为多级液压缸8所有柱塞保持全部伸出的最小压力值 P，当限压阀2进口端压力高于此值时，限压阀2开启，Y型供液管道4及多级液压缸纳液体流 出，当限压阀2进口端压力低于此值时，限压阀2关闭，P值计算过程如下:假设多级液压缸8 内液体最大质量为M，多级液压缸8除最外层缸筒外其余柱塞总质量为m，最外层缸筒内直径 为D，则P值计算公式为.
[0021] (2)打开Y型供液管道4与限压阀2之间的截止阀口，释放液压管道及多级液压缸8 内的压力，此时流出的液体不进入量筒3内，当限压阀2进口端压力低于限压阀压力开启值 时，限压阀2关闭；
[0022] (3)将量筒3与限压阀2出口端连通，自此由限压阀2流出的液体进入量筒3,计入煤 柱变形量监测；
[0023] (4)当煤柱发生垂向变形时，压迫多级液压缸8柱塞回缩，多级液压缸8缸体及供液 管道内压力升高，限压阀2开启使液体流出，待压力低于限压阀2开启压力值时，限压阀2关 闭；
[0024] 巧）由于多级液压缸8只有最后一级柱塞可W回缩，最后一级柱塞压缩量即为煤柱 垂向变形量，而最后一级柱塞压缩量可W通过量筒3内液体体积除W最后一级柱塞外直径 求出，具体计算过程如下:假设量筒内液体体积为V，多级液压缸最后一级柱塞外直径为d， 多级液压缸最大高度为h，则煤柱垂向变形量计算公式为
，煤柱垂向应变计算公式为
[002引（6)待监测完毕后，关闭Y型供液管道4与限压阀2之间的截止阀口，打开Y型供液管 道4与液压累1之间的截止阀口，启动液压累1，抽出Y型供液管道4与多级液压缸8内液体，此 时多级液压缸8各级柱塞卡死结构退出，柱塞逐级回落，待最后一级柱塞完全回落后，通过 水平连杆6将多级液压缸8及Y型供液管道4从水平钻孔中取出。
[0026]当然，上述说明并非是对本实用新型的限制，本实用新型也并不仅限于上述举例， 本技术领域的技术人员在本实用新型的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应 属于本实用新型的保护范围。
【主权项】
1. 一种用于监测煤柱垂向压缩变形量的试验装置，其特征在于，包含有液压栗（1)、限 压阀（2)、量筒(3)、Y型供液管道(4)、水平连杆(6)、固定卡死结构（7)、多级液压缸(8)和锥 形钻头(9)，所述多级液压缸(8)垂直放置，所述锥形钻头(9)与多级液压缸(8)的最后一级 柱塞顶部固定连接，所述多级液压缸(8)除最后一级柱塞外均设置有固定卡死结构(7)，所 述水平连杆(6)固定于多级液压缸(8)的底部，所述Υ型供液管道(4)的三个端口分别连接多 级液压缸(8)、液压栗（1)和限压阀（2)进口端，所述限压阀（2)出口端与量筒(3)连通。2. 根据权利要求1所述的一种用于监测煤柱垂向压缩变形量的试验装置，其特征在于， 所述Υ型供液管道(4)与液压栗(1)、限压阀（2)之间分别设置有截止阀门（5)。
【专利摘要】本实用新型公开了一种用于监测煤柱垂向压缩变形量的试验装置，包含有液压泵、限压阀、量筒、Y型供液管道、水平连杆、固定卡死结构、多级液压缸和锥形钻头，所述多级液压缸垂直放置，所述锥形钻头与多级液压缸的最后一级柱塞顶部固定连接，所述多级液压缸除最后一级柱塞外均设置有固定卡死结构，所述水平连杆固定于多级液压缸的底部，所述Y型供液管道的三个端口分别连接多级液压缸、液压泵和限压阀进口端，所述限压阀出口端与量筒连通。本实用新型将锥形钻头与多级液压缸的最后一级柱塞固定为一体，通过液压泵驱动多级液压缸带动锥形钻头对煤柱进行垂向钻孔，在煤柱横向变形量监测时，通过测量多级液压缸中排出到量筒内的液体体积，间接获得煤柱垂向变形量，结构简单，操作快捷，安全性高。
【IPC分类】G01B13/24
【公开号】CN205192452
【申请号】CN201521045327
【发明人】刘勇, 陈绍杰, 尹大伟, 屈晓, 任凯强
【申请人】山东科技大学
【公开日】2016年4月27日
【申请日】2015年12月16日