[发明专利]适用不同架型液压支架的采煤工作面相似模拟实验台

说明书

本发明公开了一种适用不同架型液压支架的采煤工作面相似模拟实验台。包括底座，所述底座包括梯台和稳定块，并且梯台的顶部开设有凹槽，所述梯台和稳定块的顶部均转动连接有旋转装置，并且旋转装置的顶部活动连接有液压加载装置，所述旋转装置的包括可旋转连接支座，并且可旋转连接支座的顶部转动连接有支撑千斤顶，所述支撑千斤顶的顶部通过可旋转连接支座与液压加载装置的表面转动连接，涉及煤矿技术领域，通过变换多功能液压支架的顶板、底板、掩护板和液压活柱以及连杆两两之间的铰接位置，模拟不同架型液压支架，大大提高了加载能力和数据的精准度，使同一台实验平台上实现不同架型液压支架、不同采场环境下的三维仿真模拟实验。

技术领域

本发明属于煤矿领域，特别是涉及有采煤工作面相似模拟实验台。

背景技术

矿山井下生产时易发生煤岩动力灾害，给煤矿安全生产带了极大威胁，而这些灾害事故的发生，均与“围岩-支护”之间的不适应、围岩裂隙发育有关。当设计的支架不能很好的适应采煤工作面时，将会导致支架压架、顶板断裂步距增大，甚至是顶板冒落；岩石材料在承受荷载时，其内部将产生局部应力集中，当达到其临界破裂强度时，会发生煤岩体的损伤破裂，当围岩裂隙发育时，极易发生瓦斯突出、裂隙带导水，甚至是瓦斯爆炸和突水事故发生。所以研究“围岩-支护”关系、围岩裂隙发育，对指导煤矿安全生产有重要意义。测试“围岩-支护”关系曲线是指导支架设计的重要依据，通过声波信号测试煤岩体裂隙发育，也是目前较为有效的手段。

目前的矿用采煤工作面相似模拟实验模型，存在以下的不足：1、无法模拟立体实验，只能在平面相似模型上进行模拟；2、无法保证模拟底座的强度，通过钢板等铰接方式模拟的可调节角度的底座是无法承受较大的加载应力；3、无法测试“围岩-支护”特征曲线以及围岩裂隙发育，仅仅通过应变片监测、位移观测是无法得出精确的数据。

发明内容

本发明为一种适用不同架型液压支架的采煤工作面相似模拟实验台，根据相似模拟原理和真实采场的环境设计的三维模型，利用信号采集系统和信号处理系统，能够获得准确的“围岩-支护”关系特性曲线、顶板裂隙发育和顶板断裂步距，同时可以具有一台多用的功能，即可以在同一台实验平台上实现不同架型液压支架、不同采场环境下的三维仿真模拟实验，得出精确的数据。

为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明为一种适用不同架型液压支架的采煤工作面相似模拟实验台，包括底座，所述底座包括梯台和稳定块，并且梯台的顶部开设有凹槽，所述梯台和稳定块的顶部均转动连接有旋转装置，并且旋转装置的顶部活动连接有液压加载装置。

进一步地，所述旋转装置的包括可旋转连接支座，并且可旋转连接支座的顶部转动连接有支撑千斤顶，所述支撑千斤顶的顶部通过可旋转连接支座与液压加载装置的表面转动连接。

进一步地，所述液压加载装置包括加载顶梁，并且加载顶梁的表面通过高强度螺栓铰接有带孔立柱，所述加载顶梁的底部设置有加载千斤顶，所述加载千斤顶的底部固定有液压活柱，并且液压活柱的底端固定连接有承压板，所述带孔立柱的表面通过连接板与可旋转连接支座的表面固定连接，并且液压加载装置的内部放置有多功能液压支架。

进一步地，所述多功能液压支架包括顶板，并且顶板的表面转动连接有掩护板，所述掩护板的底部通过连杆转动连接有底板，并且底板的顶部通过液压活柱与顶板的底部转动连接，所述顶板的顶部和底板的底部均放置有模拟岩层。

进一步地，所述液压活柱的表面分别固定有应变采集器和压力采集器，并且应变采集器和压力采集器的输出端均与信号集成器的输入端连接，所述信号集成器的输出端与曲线分系仪的输入端连接。

进一步地，所述模拟岩层的表面固定有声波信号采集器，并且声波信号采集器的输出端与声波转换器的输入端连接，所述声波转换器的输出端与裂隙信号分析仪的输入端连接。

进一步地，所述梯台的高度高于稳定块和凹槽的高度。