[实用新型]一种适用于矿山井巷变形研究的三维相似模拟实验平台

说明书

本实用新型公开了一种适用于矿山井巷变形研究的三维相似模拟实验平台，属于采矿工程技术领域，解决现有模拟实验架难以满足井巷三维模拟要求的问题。本实用新型包括模拟试验平台，还包括井巷模板，井巷模板无底，井巷模板内设有橡胶圈组，橡胶圈组上部和侧部与井巷模板相贴合，橡胶圈组底部为平直状，橡胶圈组内连接有纵向变形采集装置和横向变形采集装置，橡胶圈组底部设有应力应变采集装置；在模拟试验平台的架体后方连接有背板，架体顶部活动连接有顶板，顶板、背板和两块侧板上均设有孔洞，孔洞内设有液压油缸。本实用新型实现了三轴加压，提高相似模拟的实验精度；通过井巷模板可快速搭设模拟巷道，并可实时采集实验数据。

技术领域

本实用新型属于采矿工程技术领域，具体涉及一种适用于矿山井巷变形研究的三维相似模拟实验平台。

背景技术

伴随我国煤矿开采深度及强度的明显加剧，出现大量复杂困难巷道，导致在建井及生产期内，一是巷道变形严重，出现大量顶底板移近、片帮甚至诱发井巷台阶式下沉、冒顶现象；二是出现支护物大面积折弯折断、锚杆失效滑落等现象；三是井巷围岩在采动影响下伴随严重运移现象。上述的矿压显现大多出现于未经合理设计或支护参数选择选择不合理的矿山巷道中，可以说，实现矿山安全生产、建设高产高效安全矿山的前提是对井巷变形及围岩运移规律的有效认知，但限于安全方面的考虑，对井巷进行现场实验在很大程度上有不可操作性，因此，使用相似模拟实验进行物理模拟从安全、经济、可反复试验论证对比等方面考虑均有其独到的优势，可恰恰目前的相似模拟实验架更多地着眼于采煤工作面的平面模拟，难以满足井巷三维模拟要求，即使是立体模拟实验架，通常使用的实验台就是焊接成长3米、高1.5米、宽20厘米的矩形铁架，铁架底部设有底座，上部不密封（上部使用液压油缸加压），铁架两侧留有螺丝眼，使用时，一侧将槽钢用螺丝全部固定，另一侧随搭架进度逐一向上固定槽钢，待材料干燥一段时间后即可拆除全部槽钢，进行模拟开采，这种实验架亦难以同时做到快速成巷、变形数据实时动态采集、三轴加压的设计效果。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种适用于矿山井巷变形研究的三维相似模拟实验平台，以解决现有模拟实验架难以满足井巷三维模拟要求的问题。

本实用新型的技术方案是：一种适用于矿山井巷变形研究的三维相似模拟实验平台，包括模拟试验平台，模拟试验平台由底板和两个块侧板构成架体，还包括与模拟试验平台配合使用的井巷模板，井巷模板的形状根据所要搭设的井巷形状设计，井巷模板无底，井巷模板内设有橡胶圈组，橡胶圈组上部和侧部与井巷模板相贴合，橡胶圈组底部为平直状，橡胶圈组内连接有纵向变形采集装置和横向变形采集装置，橡胶圈组底部设有应力应变采集装置；在模拟试验平台的架体后方连接有背板，架体顶部活动连接有顶板，顶板、背板和两块侧板上均设有孔洞，孔洞内设有液压油缸。

作为本实用新型的进一步改进，在液压油缸端部连接有挡板。加压时使压力均匀分散。

作为本实用新型的进一步改进，在顶板、背板和两块侧板上各设有2个液压油缸。

作为本实用新型的进一步改进，还包括透明面板，侧板和底板的前端边沿内侧设有插槽，透明面板安装在插槽内。

作为本实用新型的进一步改进，顶板通过合页与架体连接。

作为本实用新型的进一步改进，在底板下方设有支座。

作为本实用新型的进一步改进，橡胶圈组设有三组，分别位于井巷模板两端和中部。

作为本实用新型的进一步改进，橡胶圈组由两个橡胶圈组成，两个橡胶圈位置紧靠。

作为本实用新型的进一步改进，每组橡胶圈组中的纵向变形采集装置和横向变形采集装置分别连接在两个橡胶圈上。

作为本实用新型的进一步改进，每组橡胶圈组中的两个橡胶圈底部各设有一个应力应变采集装置。

本实用新型的有益效果是：