[发明专利]一种掘进机截割头产尘仿真实验装置及其实验方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种模拟实验装置及其实验方法，尤其涉及一种掘进机截割头产尘仿真实验装置及其实验方法。

背景技术

目前，我国绝大多数煤矿为地下开采，煤矿正朝着大型化、自动化发展。然而，随着煤矿开采机械化程度的不断提高，致使矿井工作面产尘增多。众所周知，掘进工作面是矿井最主要的产尘源之一，掘进机截割头截割会产生大量粉尘。严重超标的高浓度粉尘不仅会严重威胁井下工作人员的健康，还会恶化井下作业环境、降低工人工作效率，缩短设备的使用寿命。更为重要的是，矿井下粉尘达到一定浓度后，易造成粉尘爆炸事故，严重威胁井下作业人员生命安全和矿井的安全高效生产。

为了有效降低煤矿掘进工作面的粉尘浓度，国内外专家针对掘进工作面的风流-粉尘运移状况以及喷雾降尘方面进行了大量研究，但是这些研究绝大多数停留在如何降低粉尘浓度，并没有研究影响掘进机截割头产尘的相关因素。

若确定影响掘进机截割头产尘的相关因素，需要一种能模拟掘进工作面掘进机截割产尘的实际情况，能够直观反映截割头转速、不同方向截割、采用不同类型的截割头截割、截割不同应力下的煤(岩)体以及截割不同性质的煤块/岩块对产尘情况的影响。由此可以总结掘进机截割头产尘的相关因素对产尘有何影响，进而为矿井掘进工作面的降尘提供较为详尽的理论依据。

截至目前，现有技术中，尚为开发出可以有效进行掘进机截割头产尘仿真实验装置。

发明内容

本发明的目的之一是，提供一种掘进机截割头产尘的仿真实验装置，其结构简单、布局合理、调节简便，可以高仿真地模拟掘进机截割头在不同截割角度、不同转速以及不同煤层条件下所产生的粉尘情况。

本发明为实现上述目的，所采用的技术方案是，一种掘进机截割头产尘的仿真实验装置，其特征在于，包括有机玻璃罩、掘进机仿真装置安装台、掘进机仿真装置、压风风管、抽风风管、推送杆和测量仪表；其中：

所述有机玻璃罩包括一长方体形状的框架，框架的六个面分别由六块有机玻璃板封闭并密封，形成一外部呈长方体形状、内部为空腔的箱体结构；

在上述有机玻璃罩内部的左壁面上设置有一置煤台，置煤台为一倒U字形状围堰，在围堰的两侧壁面上分别设置有若干数量的螺孔；围堰的顶部内侧壁面上安装有一应力施加装置，所述应力施加装置包括第一挤压板和第一电动推杆，第一电动推杆的螺杆末端与第一挤压板固定连接，第一电动推杆的底座固定在围堰底部内侧壁面上；

在上述围堰两侧壁面的螺孔位置处，分别安装有一左夹具和一右夹具，所述左夹具和右夹具对称布置在所述围堰的中轴线的左右两侧；

上述左夹具包括有一第二挤压板和若干数量的第二螺杆，各第二螺杆的工作端分别固定在第二挤压板上，各第二螺杆的另一端设置均分别设置有手柄；

上述各第二螺杆均分别从与其对应的螺孔中穿过，并形成螺纹连接；

在上述置煤台前方、有机玻璃罩的底板上，安装有沿前后方向布置的第一滑轨，在第一滑轨上装配有一掘进机仿真装置安装台，所述掘进机仿真装置安装台与所述第一滑轨成可滑动连接；

在所述掘进机仿真装置安装台前侧或后侧、有机玻璃罩的底板上，还设置有第二电动推杆；所述第二电动推杆的螺杆末端与所述掘进机仿真装置安装台固定连接；

在上述掘进机仿真装置安装台顶部设置有若干数量的滑槽，所述滑槽沿左右方向布置；

所述掘进机仿真装置包括一底座、一带减速机的电机和一截割头安装架；

所述底座的下表面上设置有若干数量的滑块，所述滑块装配在上述掘进机仿真装置安装台顶部的滑槽中，所述底座与所述掘进机仿真装置安装台成可滑动连接；

在位于所述底座的右侧的掘进机仿真装置安装台上，还设置有第三电动推杆；所述第三电动推杆的螺杆与所述底座固定连接；

在底座的上表面中心位置处安装有一带减速机的电机，减速机的输出轴竖直朝上；

所述截割头安装架呈三角架结构形式，包括一立轴、一水平轴和一斜支撑轴；

所述立轴通过第一联轴器与减速机的输出轴固定连接，所述水平轴的右端铰接在所述立轴的上部；

所述斜支撑轴为第三电动推杆，该第三电动推杆的底座固定在上述立轴的下部，该第三电动推杆的螺杆端铰接在上述水平轴的左端端面的右下方位置；

在所述水平轴的左端通过第二联轴器固定连接有一截割头；

在上述置煤台的正下方、有机玻璃罩的底板上放置有由若干数量方格组成的试样接料盒；