CN107091917A - 一种煤层开采相似材料模型实验装置 - Google Patents

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廉旭刚
蔡音飞
胡海峰
刘童谣
王龙飞
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Abstract

本发明涉及煤层相似材料模拟实验领域，具体是一种煤层开采相似材料模拟实验装置，包括长条形的底板，垂直且并排固定于底板两端的两块挡板，并排均布开设于底板上的若干螺孔，由下至上螺纹配合于螺孔内的螺杆，向上伸出螺孔的螺杆顶端与轴承内圆固定连接，轴承外圆顶端固定有模拟顶板。本发明所述的装置可以通过调节螺杆控制模拟顶板的高度，以达到传统方法采煤厚度的效果，极大的减少了手工开挖的工作量，且提高了开采的精度及效率。通过控制模拟煤层顶板等分成若干个模拟顶板可控制开采距离，开采方向，开采速度。用模拟顶板代替模拟煤层在一定程度上减少了资源的浪费。通过同时调节相邻模拟顶板的高度，可以模拟正负曲率对岩层及地表的影响。

Description

一种煤层开采相似材料模型实验装置
技术领域
本发明涉及煤层相似材料模拟实验领域，具体是一种煤层开采相似材料模拟实验装置。
背景技术
在传统的相似材料模型实验模拟工作面推进时，需要手动用工具对模拟煤层进行开挖，该过程有一些明显的缺陷：
（1）开挖模拟煤层效率低；
（2）开挖模拟煤层高度距离不易控制；
（3）模拟煤层只能进行一次实验，且不可回收，造成材料浪费。
由于传统相似材料模型实验手动采煤效率低，工作面推进距离不好控制以及不经济环保使得我们需要一种效率高、更易控制推进距离且不用破坏模拟煤层的装置来代替传统手动采煤过程。
发明内容
本发明为了解决现有模拟煤层存在的诸多问题，提供了一种煤层开采相似材料模拟实验装置。
本发明是通过以下技术方案实现的：一种煤层开采相似材料模拟实验装置，包括长条形的底板，垂直且并排固定于底板两端的两块挡板，并排均布开设于底板上的若干螺孔，由下至上螺纹配合于螺孔内的螺杆，
向上伸出螺孔的螺杆顶端与轴承内圆固定连接，轴承外圆顶端固定有模拟顶板，模拟顶板的长度方向与底板的长度方向相垂直，模拟顶板的长度与底板的宽度相同，每一个模拟顶板与相邻的模拟顶板靠接在一起，靠近两块挡板的模拟顶板与挡板靠接在一起，每一个模拟顶板在其下方两侧沿长度方向垂直设有限位板，与限位板相对的底板上开有允许限位板上下运行的插孔；底板沿长度方向的两侧与两块挡板间安装有可视板。
本发明所述的装置相对于现有技术具有以下明显的优势：
（1）可以通过调节螺杆控制模拟顶板的高度，以达到传统方法采煤厚度的效果，极大的减少了手工开挖的工作量，且提高了开采的精度及效率。
（2）通过控制模拟煤层顶板等分成若干个模拟顶板可精确控制开采距离，开采方向，开采速度。
（3）用模拟顶板代替模拟煤层在一定程度上减少了资源的浪费。
（4）通过同时调节相邻模拟顶板的高度，可以模拟正负曲率对岩层及地表的影响。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明所述一种煤层开采相似材料模拟实验装置的主视图。
图2为本发明所述一种煤层开采相似材料模拟实验装置的局部示意图。
图中：1-底板，2-挡板，3-螺杆，4-轴承，5-模拟顶板，6-限位板，7-插孔，8-可视板。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。
参见各图，现对本发明提供的煤层开采相似材料模拟实验装置进行说明。
一种煤层开采相似材料模拟实验装置，包括长条形的底板1，垂直且并排固定于底板1两端的两块挡板2，并排均布开设于底板1上的若干螺孔，由下至上螺纹配合于螺孔内的螺杆3，
向上伸出螺孔的螺杆3顶端与轴承4内圆固定连接，轴承4外圆顶端固定有模拟顶板5，每一个模拟顶板5的结构和大小完全相同，模拟顶板5的长度方向与底板1的长度方向相垂直，模拟顶板5的长度与底板1的宽度相同，每一个模拟顶板5与相邻的模拟顶板5靠接在一起，靠近两块挡板2的模拟顶板5与挡板2靠接在一起，每一个模拟顶板5在其下方两侧沿长度方向垂直设有限位板6，与限位板6相对的底板1上开有允许限位板6上下运行的插孔7；底板1沿长度方向的两侧与两块挡板2间安装有可视板8。
本发明所述的可视板8主要是用于便于观测模拟岩层及地表的变化，并且可以将模拟岩层限位于所有模拟顶板5与两块挡板2之间。具体应用时，所述的可视板8可以是玻璃板或透明塑料板。
具体使用时，用40个10cm长、30cm宽、0.2cm厚的并排的水平钢板表示模拟顶板5，来代替模拟煤层顶板，可以精确调整工作面推进距离；每个钢板两边各有一个30cm长、30cm宽、0.1cm厚的竖直钢板表示限位板6，用于阻挡模拟岩层下沉后碎石水平移动进而影响装置的精度；通过旋转底板1下方的螺杆3的螺帽来调整钢板的高度，便可根据实际需要控制模拟煤层开采的厚度；通过钢板下降的先后顺序和两相邻钢板下降的时间间隔可控制工作面的推进方向和推进速度。
具体的，为了便于旋转螺帽，所述底板1下方安装有支撑架。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (3)

1.一种煤层开采相似材料模拟实验装置，其特征在于，包括长条形的底板（1），垂直且并排固定于底板（1）两端的两块挡板（2），并排均布开设于底板（1）上的若干螺孔，由下至上螺纹配合于螺孔内的螺杆（3），
向上伸出螺孔的螺杆（3）顶端与轴承（4）内圆固定连接，轴承（4）外圆顶端固定有模拟顶板（5），每一个模拟顶板（5）的结构和大小完全相同，模拟顶板（5）的长度方向与底板（1）的长度方向相垂直，模拟顶板（5）的长度与底板（1）的宽度相同，每一个模拟顶板（5）与相邻的模拟顶板（5）靠接在一起，靠近两块挡板（2）的模拟顶板（5）与挡板（2）靠接在一起，每一个模拟顶板（5）在其下方两侧沿长度方向垂直设有限位板（6），与限位板（6）相对的底板（1）上开有允许限位板（6）上下运行的插孔（7）；底板（1）沿长度方向的两侧与两块挡板（2）间安装有可视板（8）。
2.根据权利要求1所述的一种煤层开采相似材料模拟实验装置，其特征在于，所述底板（1）下方安装有支撑架。
3.根据权利要求1或2所述的一种煤层开采相似材料模拟实验装置，其特征在于，所述模拟顶板（5）有四十个。
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