CN104695986B - 一种用于相似材料模拟试验的简易液压支架 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于相似材料模拟试验的简易液压支架，特征是包括油缸、推进体、支撑体和液压表；油缸主体为长方体，内有升降活塞，升降活塞与2个连接柱和支撑体焊接为一体，随液压油上下运动；油缸副体为圆柱体，内有推进活塞，端头以卡盖旋封，卡盖中央开设螺纹圆孔；推进体由推进柱、推进活塞和旋转把手焊接而成，推进体依靠推进柱和卡盖圆孔上的螺纹啮合推进；油缸主体端头顶部开设有进油孔，液压表通过输油管与进油孔连接，量测油压；本发明实现了相似材料模拟试验中液压支架从原型到模型的转化，制作工艺简单，适用性强。
Description
技术领域
本发明涉及采矿相似材料模拟试验设备技术领域，特别涉及一种用于实验室相似材料模拟试验的简易液压支架。
背景技术
矿山现场煤层开采工作面控顶范围通常用液压支架支护顶底板，以提供安全的回采空间，而工作面矿压规律显现的主要研究手段之一是对工作面支架受力的特点进行观测、研究和分析，因此，支架在煤层回采过程中起着不可或缺的作用。然而，实验室内的地下采矿相似材料模拟试验中，尤其是在模拟矿山现场煤层回采的过程中，往往忽略了支架的作用，由于没有模拟现场支架对顶板的支撑，这从一定程度上削弱了相似材料模拟试验的准确性，同时也失去了一个较好的研究工作面矿压显现规律的手段和工具。为了采用相似原理模拟实际支架的受载情况，已有学者研究设计了相应的实验室相似材料模拟试验支架。已有专利CN102866032A公开了一种相似材料模拟试验系统，包括模型支架、量筒、软管和射频电容式液位变送器，虽能对现场液压支架进行模拟，并记录支架受载情况及位移变化，但该系统工艺较复杂，若煤层厚度较小，支架尺寸易受到限制，且该专利并未从三维空间给出支架的具体设计；已有专利CN202832571U公开了一种用于相似材料模拟试验的采煤工作面支架，包括顶、底梁和支撑机构，通过支撑机构中的螺旋压缩弹簧实现支架的支撑作用，该装置制作工艺虽简单，但该支架只能起到一定支撑作用，无法观测支架-围岩相互作用的压力数据，且长时间使用，弹簧易出现弹性疲劳。
发明内容
针对上述实验室相似材料模拟试验中不采用支架的情况和已有支架存在的技术不足，本发明提供一种用于相似材料模拟试验的简易液压支架，适用于实验室相似材料模拟试验，在模拟中厚煤层回采过程中起到支撑作用，并通过外接于支架的液压表对支架-围岩相互作用的压力数据进行量测，为工作面矿压规律的模拟研究提供了方便。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案。
一种用于相似材料模拟试验的简易液压支架，包括油缸、推进体、支撑体和液压表。
所述的油缸主体为长方体，内有升降活塞，升降活塞与2个连接柱和支撑体焊接为一体，随液压油上下运动，油缸副体为圆柱体，内有推进活塞，端头以卡盖旋封，卡盖中央开设螺纹圆孔。
所述的推进体由推进柱、推进活塞和旋转把手焊接而成，推进体依靠推进柱和卡盖圆孔上的螺纹啮合推进。
所述的一种用于相似材料模拟试验的简易液压支架，其特征在于：所述的油缸主体端头顶部开设有进油孔，液压表通过输油管与进油孔连接。
本发明的有益技术效果是：
本发明实现了相似材料模拟试验中液压支架从原型到模型的转化，基本实现了原型液压支架的工程特点，制造工艺简单，可适用于相似材料模拟试验中不同厚度煤层回采工作面；通过外接于支架的液压表对支架-围岩相互作用的压力数据进行量测，从而对矿压规律进行模拟研究；解决了原型液压支架在相似材料模拟过程中的支架模型制作工艺复杂、应用不广泛的问题。
附图说明
图1为本发明的正视图；
图2为本发明的俯视图；
图3为本发明的左视图；
图4为本发明的使用状态图；
其中，1—油缸主体，2—液压油，3—连接柱，4—升降活塞，5—推进活塞，6—油缸副体，7—推进柱，8—旋转把手，9—卡盖，10—支撑体，11—进油孔，12—输油管，13—液压表。
具体实施方式
本发明提供了一种用于相似材料模拟试验的简易液压支架，为了使本发明的目的、技术方案以及优点更清楚、明确，以下将结合附图与具体实施例对本发明进一步详细说明。
如图1、图2和图3所示，一种用于相似材料模拟试验的简易液压支架，包括油缸1,6、推进体、支撑体10和液压表13；油缸主体1为长方体，内有升降活塞4，升降活塞4与2个连接柱3和支撑体10焊接为一体，随液压油2上下运动，油缸副体6为圆柱体，内有推进活塞5，端头以卡盖9旋封，卡盖9中央开设螺纹圆孔；推进体由推进柱7、推进活塞5和旋转把手8焊接而成，推进体依靠推进柱7和卡盖9圆孔上的螺纹啮合推进；油缸主体1端头顶部开设有进油孔11，液压表13通过输油管12与进油孔11连接。
液压支架的尺寸需保证支护住工作空间的顶板，对于长×宽×高=200cm×20cm×180cm的相似模拟试验台，可设计液压支架支撑体无撑起时尺寸为长×宽×高=20cm×3cm×3cm，材料为钢，液压支架支撑体撑起时最大高度为5cm。
本发明的工作方式及机理是：针对长×宽×高=200cm×20cm×180cm的相似模拟试验台，取相似材料模拟试验几何相似比为1:100，现场1m相当于试验中1cm，在煤层开采时，先开设切眼，切眼尺寸为长×宽×高=20cm×6cm×3cm，将两个尺寸为长×宽×高=20cm×3cm×3cm的液压支架放置在切眼中，见图4，转动液压支架油缸副体6一端的旋转把手8，推进活塞5推动液压油2进入油缸主体1容腔，进而均匀托起升降活塞4及支撑体10，当支撑体10顶盖充分接触煤层顶板且达到一定初撑力后，停止旋进旋转把手8，支架开始工作；外接与支架进油孔的压力表会实时显示支架与顶板的接触压力，观测压力数据并记录保存；新的煤体采出后，转动旋转把手8，降低支架与顶板之间的压力至一定数值，带压擦顶移动液压支架，从而使支架循环作业；工作过程中通过读取液压表显示的支架与顶板之间的接触压力，记录保存并对数据进行分析，进而对采煤工作面的矿压显现规律进行研究。
应当理解的是，上述针对具体试验步骤的描述较为详细，并不能因此而认为是对本发明专利保护范围的限制，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明权利要求所保护的范围情况下，还可以做出替换、简单组合等多种变形，这些均落入本发明的保护范围之内，本发明的请求保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (3)
1.一种用于相似材料模拟试验的简易液压支架，其特征在于：包括油缸、推进体、与油缸滑动连接的支撑体(10)和与油缸经管路连接的液压表(13)，油缸的一端装配连接有卡盖(9)，推进体由推进柱(7)、推进活塞(5)和旋转把手(8)焊接而成，推进体依靠推进柱(7)和卡盖(9)圆孔上的螺纹啮合推进，推进活塞(5)与油缸滑动连接。
2.根据权利要求1所述的一种用于相似材料模拟试验的简易液压支架，其特征在于：油缸包括油缸主体(1)和与油缸主体(1)固定连接的油缸副体(6)，油缸主体(1)为长方体，内有升降活塞(4)，升降活塞(4)通过2个连接柱(3)与支撑体(10)焊接为一体，随液压油(2)上下运动，油缸副体(6)为圆柱体，内有推进活塞(5)，油缸副体(6)的端头以卡盖(9)旋封，卡盖(9)中央开设螺纹圆孔。
3.根据权利要求1所述的一种用于相似材料模拟试验的简易液压支架，其特征在于：所述的油缸端头顶部开设有进油孔(11)，液压表(13)通过输油管(12)与进油孔(11)连接。
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