[发明专利]动载荷下液压支架刚度与岩石强度破坏关系实验台

摘要

本发明公开了一种动载荷下液压支架刚度与岩石强度破坏关系实验台，用于研究煤矿综采工作面产生的动载荷下，选用不同种液压支架对于岩石强度破坏的影响。该平台包括固定支柱，动载荷实验平台，仿真液压支架，高精度压力传感器，岩石破坏监测系统，能量采集系统。该动载荷实验平台包括动载荷重力锤，四个可伸缩的固定板，电磁吸附装置。该实验可以根据不同种岩石尺寸和性质，不同大小的动载荷对液压支架刚性和岩石强度关系进行实验。岩石底部放有仿真液压支架。仿真液压支架底板下放有高精度压力传感器。岩石破坏监测系统包括声发射定位技术，高速摄像机。能量采集系统包括红外线测温仪，红外线测速仪。

主权项

1.一种动载荷下液压支架刚度与岩石强度破坏关系实验台，其特征在于，包括：动载荷实验平台，不同种性质的仿真液压支架，岩石破坏监测系统，能量采集系统，其中该动载荷实验平台包括固定支柱、动载荷重力锤、四个可伸缩固定板和电磁吸附装置，该实验根据不同种岩石尺寸和性质，不同大小的动载荷对液压支架刚性和岩石强度关系进行实验；所述的固定支柱固定于实验台底板上，所述的电磁吸附装布置于固定支柱上部，根据动载荷的大小改变电磁吸附装置与岩石材料的高度，电磁吸附装置吸附动载荷重力锤，根据所需释放或吸附重力锤，所述的可伸缩固定板通过铁棒布置在固定支柱上；所述的不同种性质的仿真液压支架布置在实验台底板上，用于模拟煤矿开采中的液压支架，所用的岩石材料置于仿真液压支架之上；压力传感器安装在仿真液压支架底部与实验台底板之间，实时监测压力变化，监测瞬间压力，将压力传感器与电脑相连，记录实验过程的压力变化；所述的岩石破坏监测系统包括高速摄像机和声发射定位装置，所述的高速摄像机置于岩石材料的正对面，用于观测岩石材料表面的裂隙变化，声发射定位装置术布置于岩石两侧，用于监测岩石材料内部裂隙变化；所述的能量采集系统包括红外线测温仪，红外线测速仪，测距仪，红外线测温仪置于岩石材料的正对面，红外线测速仪正对于动载荷重力锤；在所述动载荷实验平台中，钢棍上刻有螺纹和刻度尺，钢棍通过螺母固定在实验台顶板，通过移动改变钢棍下部距岩石材料的高度，从而改变动载荷的强度；钢棍下部有铁块固定电磁吸附装置；实验台顶板通过螺丝固定于固定支柱上，固定支柱焊接于实验台底板上；可伸缩固定板与铁棒相连，铁棒穿过固定支柱的孔眼进行固定，根据岩石材料形状大小伸缩铁棒，从而改变可伸缩固定板与实验台底板中心的距离对岩石材料进行固定，并且对载荷重力锤运动轨迹进行约束；所述动载荷下液压支架刚度与岩石强度破坏关系实验台的实验步骤包括：a、实验前对实验台各零部件进行安全检查，排除安全隐患，调整实验台至实验要求状态；b、按照实验要求选取不同性质，大小的岩石材料；不同性质的仿真液压支架；确保仿真液压支架大小与岩石材料大小相一致，便于固定；大小不一的重力锤；c、将仿真液压支架放置于实验台底板上，岩石材料放置于仿真液压支架上，移动铁棒，将可伸缩固定板对岩石和仿真液压支架固定；d、将压力传感器置于仿真液压支架底部，实时准确监测压力变化，监测瞬间压力，将压力传感器与电脑相连，记录实验过程的压力变化；e、电磁吸附装置安装于钢棍下端的铁块上，将重力锤吸附于电磁装置上，重力锤的大小也要和岩石材料大小基本上相一致；f、高速摄像机置于岩石材料的正对面，用于观测表面的裂隙变化，声发射定位装置布置于岩石两侧，用于监测岩石材料内部裂隙变化；g、红外线测温仪置于岩石材料的正对面，记录岩石表面温度的变化，红外线测速仪正对于动载荷重力锤，观测重力锤接触岩石的速度；h、通过电磁吸附装置释放重力锤，对岩石材料产生动载荷；i、记录数据；j、多次释放重力锤，直至岩石发生破坏，或无法承受力；k、进行不同大小、不同性质的岩块，不同性质的仿真液压支架，不同高度、不同性质的重力锤组合，重复步骤b至i。