[发明专利]一种实验室采矿相似模型动态加载方法

说明书

技术领域

本发明涉及采矿工程领域，具体涉及一种实验室相似模型动态加载方法。

背景技术

当前，我国很多煤矿已进入深部开采，高应力作用下多数巷道围岩呈现工程软岩特征，煤矿动压现象对煤矿安全生产的影响越来越严重。由于煤矿井下地质条件复杂多变，空间范围大，开采周期较长，很难通过现场试验来进行动压相关问题研究，因此实验室相似模拟试验成为研究这类问题最为有效的方法之一。如锚杆（索）支护作为一种主动支护形式，以其支护成本低、支护效果好、支护速度快的优点，在煤矿生产中得到广泛应用。由于煤矿井下复杂的环境条件，因此影响锚杆（索）锚固力的因素有很多，其中动压对锚杆（索）锚固力的影响不容忽视，但是在井下进行锚杆（索）锚固力的动压影响试验受到井下工作环境和设施的限制，并且专门做这一项工作需要耗费大量的人力和财力，因此在实验室进行锚固力的测试不失为一种有效而又简单的方法，同时又能为煤矿井下巷道的支护设计提供参考依据。在实验室内进行锚杆（索）锚固力的动压影响试验时，需要对试验装置施加一定的动态载荷，以模拟煤矿井下的动压环境，由于没有这样的一种锚杆（索）动态加载方法，实验人员只得用其它方法代替，这样对施加动态载荷的大小就很难准确测得，无法达到预期效果，进而影响实验结果，因此实验室相似模型动态加载方法的改进和创新势在必行。

发明内容

针对上述情况，为解决现有技术之缺陷，本发明之目的就是提供一种实验室采矿相似模型动态加载方法，该方法可有效解决实验室现有技术导致的费时费力，实验误差较大，使实验室内采矿相似模型的动压影响测试更加方便，精确。

本发明解决的技术方案是，包括固定座、台架、定位板、导向刻度杆、载荷度量块、电磁吸盘、线路、电磁控制器、红外线感应器、能量识别器，台架安装在底座上，载荷度量块与导向刻度杆固定，导向刻度杆另一端穿过电磁吸盘和定位梁，且导向刻度杆与电磁吸盘和定位梁的导孔为同轴小间隙配合，可以沿竖直方向自由移动，导向刻度杆上标注有刻度，定位梁通过螺栓和螺母固定在台架上，电磁控制器安装在台架外侧，红外线感应器安装在台架内侧，能量识别器通过线路与红外线感应器相连接，安装在台架外侧。开始试验时，根据实验要求，调整好定位梁高度，选择好载荷度量块，接通电源，通过电磁控制器使电磁吸盘处于工作状态，电磁吸盘吸住载荷度量块。当试验装置需要动态载荷时，通过电磁控制器控制电磁吸盘，使其处于休息状态，载荷度量块和导向刻度杆在重力作用下自由落体，产生重力势能对试验装置施加动态载荷，此时，红外线感应器感应到载荷度量块，信号传递到能量识别器，并在能量识别器上显示出来。

本发明方法简单，易操作，其通过载荷度量块和导向刻度杆产生的重力势能对试验装置施加动态载荷，并且可以根据试验要求更换载荷度量块的大小，能够起到很好的加载效果，可有效解决实验室内对试验装置的动态加载问题。

附图说明

图1是本发明的正视图。

图2是本发明的导向刻度杆电磁吸盘结构示意图。

图3是本发明的使用示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。由图1~3给出，本发明在实施时，首先安装实验室采矿相似模型动态加载装置，所述的实验室采矿相似模型动态加载装置包括固定座1、台架2、定位梁5、导向刻度杆6、载荷度量块7、电磁吸盘8、电磁控制器10，红外线感应器11和能量识别器12；台架2固定在固定座1上，定位梁5通过螺栓4与台架2相连接，导向刻度杆6一端连接载荷度量块7，电磁吸盘8固定在定位梁5内侧，电磁吸盘8通过线路9与电磁控制器10连接，电磁控制器10、红外线感应器11和能量识别器12分别安装在台架2内外侧。再利用实验室采矿相似模型动态加载装置，按以下步骤进行。

第一步，固定好实验室采矿相似模型动态加载装置，将相似模型装置13放置在动态加载装置里，并使相似模型处于载荷度量块7正下方。

第二步，调整好定位梁5高度，选择好载荷度量块7，接通电源，使电磁吸盘8处于工作状态，电磁吸盘8吸住载荷度量块7，载荷度量块7和导向刻度杆6在重力作用下自由落体，产生重力势能对试验装置施加动态载荷。

第三步，红外线感应器11感应到载荷度量块7，信号传递到能量识别器12，并在能量识别器12上显示出来。

为了保证使用效果，所述的台架2下端设有固定座1，台架2两侧设置有螺栓孔3，定位梁5高度根据试验要求设定，并与台架2之间通过螺栓4连接。