[实用新型]煤矿充填智能模拟试验装置

说明书

本实用新型提供了一种煤矿充填智能模拟试验装置，属于力学试验设备技术领域。包括：框架体，内部中部用于放置试件；荷载加载模拟机构，设置在框架体上部，用于对试件上部施力；以及岩层倾角模拟机构，设置在框架体下部且用于承托试件，并具有用于调节试件放置方向的两个自由度，两个自由度互相垂直。通过具有两个互相垂直的自由度的岩层倾角模拟机构能够模拟煤层的倾角和走势，并通过荷载加载模拟机构模拟煤层上层岩体的荷载状态，对设计出的充填结构进行精确地、可观测地试验验证，了解其支撑效果和可靠性，有利于避免设计问题造成的严重后果，并指导设计工作的改进。

技术领域

本实用新型属于力学试验设备技术领域，更具体地说，是涉及一种煤矿充填智能模拟试验装置。

背景技术

煤矿开采的固体充填技术是以充填材料充满采空区，支撑两帮围岩，防止岩石移动，达到控制地压、防止煤矿垮塌的目的的技术，能够有效解决“三下”压煤、矸石堆积和生态环境等方面的问题。现有的充填结构都是通过力学分析和经验计算进行设计的，在进行充填开采前难以对充填结构的支撑效果进行精确有效的试验验证及反馈，但是煤矿中不同部位的煤层的倾角和走向以及地质状态都不相同，无法进行试验就无法对设计结果进行验证，一旦设计结果出现问题，会造成难以挽回的严重后果。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种煤矿充填智能模拟试验装置，以解决现有技术中存在的在进行充填开采前难以对充填结构的支撑效果进行精确有效的试验验证的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：提供一种煤矿充填智能模拟试验装置，包括：框架体，内部中部用于放置试件；荷载加载模拟机构，设置在框架体上部，用于对试件上部施力；以及岩层倾角模拟机构，设置在框架体下部且用于承托试件，并具有用于调节试件放置方向的两个自由度，两个自由度互相垂直。

进一步地，前述的煤矿充填智能模拟试验装置中，框架体包括：顶支撑板，用于与荷载加载模拟机构连接；底支撑板，用于与岩层倾角模拟机构连接；以及连接柱，用于分别与顶支撑板和底支撑板连接。

进一步地，前述的煤矿充填智能模拟试验装置中，荷载加载模拟机构包括：荷载加载油缸，一端与顶支撑板连接；以及荷载作用板，与荷载加载油缸另一端连接，且用于与试件连接。

进一步地，前述的煤矿充填智能模拟试验装置中，所述荷载加载模拟机构包括若干荷载加载油缸和若干分别与荷载加载油缸连接的荷载作用板，每个荷载加载油缸均与对应的荷载作用板通过万向铰接结构连接。

进一步地，前述的煤矿充填智能模拟试验装置中，岩层倾角模拟机构包括：第一倾角模拟旋转座，用于与底支撑板连接，且用于调节试件在第一自由度方向上的倾角；以及第二倾角模拟旋转座，分别与框架体下部和第一倾角模拟旋转座连接，且用于调节试件在与第一自由度垂直的第二自由度方向上的倾角。

进一步地，前述的煤矿充填智能模拟试验装置中，第一倾角模拟旋转座包括：第一承托板，上部用于与第二倾角模拟旋转座连接；第一弧形支撑件，设置在第一承托板下部，且设有用于在底支撑板上滚动的第一弧形面；以及第一调节油缸，一端与第一承托板的一侧铰接，另一端与底支撑板铰接，用于以第一弧形面与底支撑板的接触部位为支点来调节第一承托板与底支撑板之间的夹角。

进一步地，前述的煤矿充填智能模拟试验装置中，第二倾角模拟旋转座包括：第二承托板，上部用于与试件连接；第二弧形支撑件，设置在第二承托板下部，且设有用于在第一承托板上滚动的第二弧形面；以及第二调节油缸，一端与第二承托板的一侧铰接，另一端与第一承托板铰接，用于以第二弧形面与第一承托板的接触部位为支点来调节第二承托板与第一承托板之间的夹角；第一弧形面在底支撑板上的滚动方向与第二弧形面在第一承托板上的滚动方向互相垂直。