[发明专利]可模拟不同厚度基本顶的采场矿压机械模拟试验台

说明书

技术领域

本发明涉及采场矿山压力模拟试验设备领域，具体涉及一种可模拟不同厚度基本顶的采场矿压机械模拟试验台。

背景技术

由于采场支撑压力变化影响因素的复杂性和采场上覆岩运动的不可见性，需利用模拟试验台来模拟采场矿压模拟试验，通过采场矿压模拟试验来获得采场的矿压规律，可真实全面的了解采场矿压中的相关试验参数。

现有技术中试验台大多是采用铁块和胶块的组合体来模拟基本顶，并且，该组合体为一个整体，其厚度一定，厚度固定不变的铁块和胶块组合体不能完全吻合现场的真实地质条件，在试验过程中容易造成较大误差，影响了模拟试验台的普遍适用性和试验数据的准确性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可模拟不同厚度基本顶的采场矿压机械模拟试验台，该试验台基本顶的厚度可以改变，可提高模拟试验数据的准确性。

其技术解决方案包括：

一种采场矿压机械模拟试验台，其包括主体模拟架和控制系统，所述主体模拟架内自下而上依次铺设煤层、直接顶层、基本顶层和上覆载荷层；

所述煤层采用充气胶囊来模拟，所述充气胶囊底部设有压力传感器，所述压力传感器与控制系统相连，用于控制充气胶囊的充气或放气；

所述直接顶层是由若干个聚氯乙烯块紧密排列在一起形成；

所述基本顶层包括铁块主体和位于铁块主体两端的固定胶块，所述铁块主体与两端的固定胶块粘结在一起，在铁块主体与固定胶块的受拉部位的结合面上选用磁铁和衔铁吸合，并在该结合面上用双铰合页铰接进行初次加固，在所述双铰合页的两侧对所述铁块主体和固定胶块进行二次加固，在所述固定胶块的端部连接若干个可拆卸胶块，所述可拆卸胶块与固定胶块通过插接形式连接，所述可拆卸胶块的厚度为5cm、6cm、7cm、8cm或10cm；

所述上覆载荷层是由若干个胶块二紧密排列在一起形成的；

所述控制系统用于控制磁铁和衔铁的吸引和断开状态。

上述技术方案所带来的有益技术效果：基本顶层由铁块主体、固定胶块和可拆卸胶块三大部分组成，其中，铁块主体与固定胶块之间通过双铰合页配合螺栓连接进行加固，在固定胶块的端部插接可拆卸胶块，与现有技术不同的是，可拆卸胶块的厚度可以为多种，如5cm、6cm等，由于可拆卸胶块是通过插接的形式与固定胶块连接，其拆卸方便，试验模拟过程中可根据实际需要选择不同厚度的可拆卸胶块。

作为本发明的一个优选方案，所述主体模拟架为长方体框架。

作为本发明的另一个优选方案，铁块主体和固定胶块之间通过螺栓连接进行二次加固。

优选的，所述固定胶块为凸形或凹形，所述可拆卸胶块的形状与所述固定胶块相匹配。

本发明所带来的有益技术效果：

本发明提出了一种可模拟不同厚度基本顶的采场矿压机械模拟试验台，其将原有试验台模拟基本顶的铁块和胶块组合体厚度由固定的10cm变为5cm、6cm、7cm、8cm、10cm五种不同厚度，通过五种尺寸的自由组合可以使组合体具有10cm以上的任意厚度，从而使改进后的铁块和胶块结构能够模拟不同厚度的基本顶，增加了设备的适用性和实验数据的准确性。

在每个双铰合页两侧采用螺栓连接对不同厚度的铁块和固定胶块或可拆卸胶块进行固定，降低实验误差，在改进了模拟基本顶的铁块和胶块组合体厚度、优化了组合体的结构以使该试验台能够模拟不同厚度的基本顶，更加真实的还原现场的岩层赋存状态，得到更加真实可靠的支撑压力分布数据，满足了科研与教学要求。

附图说明

下面结合附图对本发明做进一步清楚、完整的说明：

图1为本发明试验台的结构示意图；

图2为基本顶部分的正视图；

图3为基本顶部分的俯视图；

图中，1、主体模拟架，2、充气胶囊，3、聚氯乙烯块，4、基本顶层，5、上覆载荷层，6、磁铁，7、衔铁，8、固定胶块一，9、双铰合页，10、铁块主体，11、固定胶块二，12，可拆卸胶块，13、螺栓，14、螺母。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明做进一步清楚、完整的说明。

如图1所示，本发明采场矿压机械模拟试验台，其包括主体模拟架1和控制系统，其是由长方体的框架作为主体模拟架1，在主体模拟架1内部自下而上依次铺设煤层、直接顶层、基本顶层和上覆载荷层，其中，煤层、直接顶层和上覆载荷层部分与现有技术相同，即煤层是由充气胶囊2来模拟，直接顶层由聚氯乙烯块3来模拟，上覆载荷层5由胶块二来模拟。