CN113340739A - 一种基于煤炭开发的底板隔水层膨胀性破坏的模拟装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及煤炭开发技术领域，具体的说是一种基于煤炭开发的底板隔水层膨胀性破坏的模拟装置，包括装置主体，所述装置主体上设有透窗，所述装置主体上固定连接有支撑机构，所述支撑机构上固定连接有涌水机构，所述装置主体内设有安置机构，且所述装置主体上固定连接有实验机构和添料机构；将安置机构设于装置主体内部，通过两组相应的齿轮丝杆传动组件，配合实验机构，从而实现相应的隔水层膨胀实验，同时也便于对照实验，更方便调节突水的程度，使得能够获取更准确的实验数据，将添料机构设于实验机构一侧，通过相应的储存组件以及螺旋输料组件，从而方便调节突水的不同类型，使得实验结果更加准确。
Description
技术领域
本发明涉及煤炭开发技术领域，具体的说是一种基于煤炭开发的底板隔水层膨胀性破坏的模拟装置。
背景技术
煤层底板到含水层之间通常有一层致密、隔水性好的岩层，称之为隔水层。承压水上采煤时，隔水层成为底板阻止含水层中高压水的唯一屏障，只有隔水层破坏，煤层底板才会产生突水通道发生突水。所以研究隔水层的膨胀性具有重要意义。隔水层稳定性是影响煤炭资源开发过程中水资源是否流失的主要因素。
然而，由于煤矿的井下实地考察困难，一直难以对底板隔水层的膨胀性进行很好的系统研究，更进一步的，隔水层所遇到的突水情况一般具有不同的类型，发生突水的严重程度也各不相同，而在实际研究中，也缺乏相关的对照实验，这就更加难以获取对隔水层膨胀性的研究数据。
发明内容
针对现有技术中的问题，本发明提供了一种基于煤炭开发的底板隔水层膨胀性破坏的模拟装置。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于煤炭开发的底板隔水层膨胀性破坏的模拟装置，包括装置主体，所述装置主体上设有透窗，所述装置主体上固定连接有支撑机构，所述支撑机构上固定连接有涌水机构，所述装置主体内设有安置机构，且所述装置主体上固定连接有实验机构和添料机构。
具体的，所述支撑机构包括支座，所述装置主体上固定连接有两个支座，所述支座整体呈L状，且所述支座上设有两个活动轮，所述支座上转动连接有转杆，所述转杆上固定连接有两个第一齿轮，所述第一齿轮啮合有第二齿轮，所述第二齿轮上固定连接有第一螺杆，所述第一螺杆螺纹连接于活动轮。
具体的，所述安置机构包括隔板，所述装置主体上安装有隔板，所述装置主体上固定连接有两个固定块，所述固定块和隔板之间滑动连接有模拟隔水层，所述固定块上设有转块，所述转块上固定连接有第三齿轮，所述第三齿轮啮合有第四齿轮，所述第四齿轮上固定连接有第二螺杆，所述第二螺杆螺纹连接于模拟隔水层，且所述转块上固定连接有指针，所述固定块上设有刻度盘。
具体的，所述涌水机构包括固定板，两个所述支座之间固定连接有固定板，所述固定板上滑动连接有两个管接头，所述管接头上固定连接有连管。
具体的，所述实验机构包括通水框，所述装置主体上固定连接有两个通水框，所述通水框上固定连接有实验框，所述实验框内设有内接管，所述内接管上安装有滤网，所述实验框上转动连接有转盘，所述转盘上固定连接有搅拌杆。
具体的，所述添料机构包括安装板，所述装置主体上固定连接有两块安装板，所述安装板上固定连接有储箱，所述储箱上安装有进料框，且所述储箱上固定连接有通管，所述通管固定连接于实验框，所述储箱上设有把手，所述把手上固定连接有螺旋杆，所述螺旋杆转动连接于储箱，所述储箱上固定安装有筛网，且所述储箱上滑动连接有抽盒。
本发明的有益效果是：
(1)本发明所述的一种基于煤炭开发的底板隔水层膨胀性破坏的模拟装置，使用时，将支撑机构设于装置主体上，通过相应的支撑组件以及移动组件，方便令支撑机构对整个装置起到相应的支固作用，同时也方便装置的移动；即：实际操作时，通过呈L状设置的支座，方便对整个装置起到相应的支固作用，同时，可手动对转杆转动，转杆转动带动两个第一齿轮转动，第一齿轮转动带动第二齿轮转动，第二齿轮转动带动第一螺杆转动，随着第一螺杆的转动，令活动轮不断的在支座内移动，直至令活动轮抵触于地面，从而方便整个装置的移动，进而方便对应的突水实验操作。
(2)本发明所述的一种基于煤炭开发的底板隔水层膨胀性破坏的模拟装置，使用时，将安置机构设于装置主体内部，通过两组相应的齿轮丝杆传动组件，配合实验机构，从而实现相应的隔水层膨胀实验，同时也便于对照实验，更方便调节突水的程度，获取更准确的实验数据；即：实际操作时，使用者可手动对转块转动，转块转动带动第三齿轮转动，进而带动第四齿轮转动，第四齿轮转动带动第二螺杆转动，第二螺杆转动令模拟隔水层不断的在装置主体和隔板之间移动，配合实验机构，从而实现相应的隔水层膨胀实验，同时也便于对照实验，更方便调节突水的程度，获取更准确的实验数据；进一步的，转块转动还会带动指针转动，通过指针在刻度盘上的指示，更加方便控制对模拟隔水层的调节。
(3)本发明所述的一种基于煤炭开发的底板隔水层膨胀性破坏的模拟装置，使用时，将实验机构设于装置主体上，通过相应的通水组件，在安置机构和涌水机构的配合下，从而方便实现对应的隔水层突水膨胀实验；即：实际操作时，使用者可将管接头螺纹连接于内接管，当涌水通过连管和管接头进入实验框后，会直接通过通水框进入装置主体内，在安置机构的配合下，从而方便实现相应的隔水层突水膨胀实验。
(4)本发明所述的一种基于煤炭开发的底板隔水层膨胀性破坏的模拟装置，使用时，将添料机构设于实验机构一侧，通过相应的储存组件以及螺旋输料组件，从而方便调节突水的不同类型，使得实验结果更加准确；即：在需要时，使用者可先通过进料框朝储箱内注入对应的混合实验泥沙，接着对把手进行转动，把手转动带动螺杆杆转动，对进入储箱内的实验泥沙进行输送，直至令泥沙通过通管进入实验框，同时在输送过程中，部分过细的不合格泥沙会被筛网筛滤至抽盒中，当泥沙进入实验框中，在搅拌杆的带动下同储水均匀混合，从而方便调节突水的不同类型，使得实验结果更加准确。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1为本发明提供的一种基于煤炭开发的底板隔水层膨胀性破坏的模拟装置的一种较佳实施例的整体结构的结构示意图；
图2为图1所示的支撑机构的结构示意图；
图3为图1所示的装置主体、安置机构与实验机构的连接结构示意图；
图4为图1所示的实验机构与添料机构的连接结构示意图；
图5为图1所示的A部结构放大示意图；
图6为图3所示的B部结构放大示意图；
图7为图4所示的C部结构放大示意图。
图中：1、装置主体，2、支撑机构，21、支座，22、转杆，23、第一齿轮，24、第二齿轮，25、第一螺杆，26、活动轮，3、安置机构，31、隔板，32、固定块，33、转块，34、指针，35、刻度盘，36、第二螺杆，37、第三齿轮，38、第四齿轮，39、模拟隔水层，4、涌水机构，41、固定板，42、连管，43、管接头，5、实验机构，51、通水框，52、实验框，53、内接管，54、滤网，55、转盘，56、搅拌杆，6、添料机构，61、储箱，62、通管，63、安装板，64、螺旋杆，65、抽盒，66、筛网，67、把手，68、进料框，7、透窗。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
如图1-图7所示，本发明所述的一种基于煤炭开发的底板隔水层膨胀性破坏的模拟装置包括装置主体1，所述装置主体1上设有透窗7，所述装置主体1上固定连接有支撑机构2，所述支撑机构2上固定连接有涌水机构4，所述装置主体1内设有安置机构3，且所述装置主体1上固定连接有实验机构5和添料机构6。
具体的，所述支撑机构2包括支座21，所述装置主体1上固定连接有两个支座21，所述支座21整体呈L状，且所述支座21上设有两个活动轮26，所述支座21上转动连接有转杆22，所述转杆22上固定连接有两个第一齿轮23，所述第一齿轮23啮合有第二齿轮24，所述第二齿轮24上固定连接有第一螺杆25，所述第一螺杆25螺纹连接于活动轮26；使用时，将所述支撑机构2设于装置主体1上，通过相应的支撑组件以及移动组件，方便令所述支撑机构2对整个装置起到相应的支固作用，同时也方便装置的移动；即：实际操作时，通过呈L状设置的所述支座21，方便对整个装置起到相应的支固作用，同时，可手动对所述转杆22转动，所述转杆22转动带动两个所述第一齿轮23转动，所述第一齿轮23转动带动第二齿轮24转动，所述第二齿轮24转动带动第一螺杆25转动，随着所述第一螺杆25的转动，令所述活动轮26不断的在支座21内移动，直至令所述活动轮26抵触于地面，从而方便整个装置的移动，进而方便对应的突水实验操作。
具体的，所述安置机构3包括隔板31，所述装置主体1上安装有隔板31，所述装置主体1上固定连接有两个固定块32，所述固定块32和隔板31之间滑动连接有模拟隔水层39，所述固定块32上设有转块33，所述转块33上固定连接有第三齿轮37，所述第三齿轮37啮合有第四齿轮38，所述第四齿轮38上固定连接有第二螺杆36，所述第二螺杆36螺纹连接于模拟隔水层39，且所述转块33上固定连接有指针34，所述固定块32上设有刻度盘35；使用时，将所述安置机构3设于装置主体1内部，通过两组相应的齿轮丝杆传动组件，配合所述实验机构5，从而实现相应的隔水层膨胀实验，同时也便于对照实验，更方便调节突水的程度，获取更准确的实验数据；即：实际操作时，使用者可手动对所述转块33转动，所述转块33转动带动第三齿轮37转动，进而带动所述第四齿轮38转动，所述第四齿轮38转动带动第二螺杆36转动，所述第二螺杆36转动令模拟隔水层39不断的在装置主体1和隔板31之间移动，配合所述实验机构5，从而实现相应的隔水层膨胀实验，同时也便于对照实验，更方便调节突水的程度，获取更准确的实验数据；进一步的，所述转块33转动还会带动指针34转动，通过所述指针34在刻度盘35上的指示，更加方便控制对所述模拟隔水层39的调节。
具体的，所述涌水机构4包括固定板41，两个所述支座21之间固定连接有固定板41，所述固定板41上滑动连接有两个管接头43，所述管接头43上固定连接有连管42；将所述管接头43螺纹连接于实验机构5上的相应的组件，实际操作时，通过对所述连管42上阀门的控制，方便调节相应的实验模拟突水。
具体的，所述实验机构5包括通水框51，所述装置主体1上固定连接有两个通水框51，所述通水框51上固定连接有实验框52，所述实验框52内设有内接管53，所述内接管53上安装有滤网54，所述实验框52上转动连接有转盘55，所述转盘55上固定连接有搅拌杆56；使用时，将所述实验机构5设于装置主体1上，通过相应的通水组件，在所述安置机构3和涌水机构4的配合下，从而方便实现对应的隔水层突水膨胀实验；即：实际操作时，使用者可将所述管接头43螺纹连接于内接管53，当涌水通过所述连管42和管接头43进入实验框52后，会直接通过所述通水框51进入装置主体1内，在所述安置机构3的配合下，从而方便实现相应的隔水层突水膨胀实验；此外，使用者还可对所述转盘55转动，所述转盘55转动带动搅拌杆56转动，对所述实验框52内的储水起到搅拌均匀的作用。
具体的，所述添料机构6包括安装板63，所述装置主体1上固定连接有两块安装板63，所述安装板63上固定连接有储箱61，所述储箱61上安装有进料框68，且所述储箱61上固定连接有通管62，所述通管62固定连接于实验框52，所述储箱61上设有把手67，所述把手67上固定连接有螺旋杆64，所述螺旋杆64转动连接于储箱61，所述储箱61上固定安装有筛网66，且所述储箱61上滑动连接有抽盒65；使用时，将所述添料机构6设于实验机构5一侧，通过相应的储存组件以及螺旋输料组件，从而方便调节突水的不同类型，使得实验结果更加准确；即：在需要时，使用者可先通过所述进料框68朝储箱61内注入对应的混合实验泥沙，接着对所述把手67进行转动，所述把手67转动带动螺杆杆64转动，对进入所述储箱61内的实验泥沙进行输送，直至令泥沙通过所述通管62进入实验框52，同时在输送过程中，部分过细的不合格泥沙会被所述筛网66筛滤至抽盒65中，当泥沙进入所述实验框52中，在所述搅拌杆56的带动下同储水均匀混合，从而方便调节突水的不同类型，使得实验结果更加准确。
本发明在使用时，首先，通过呈L状设置的支座21，方便对整个装置起到相应的支固作用，同时，可手动对转杆22转动，转杆22转动带动两个第一齿轮23转动，第一齿轮23转动带动第二齿轮24转动，第二齿轮24转动带动第一螺杆25转动，随着第一螺杆25的转动，令活动轮26不断的在支座21内移动，直至令活动轮26抵触于地面，从而方便整个装置的移动；实际操作时，使用者可手动对转块33转动，转块33转动带动第三齿轮37转动，进而带动第四齿轮38转动，第四齿轮38转动带动第二螺杆36转动，第二螺杆36转动令模拟隔水层39不断的在装置主体1和隔板31之间移动，配合实验机构5，从而实现相应的隔水层膨胀实验，同时也便于对照实验，更方便调节突水的程度，获取更准确的实验数据；进一步的，转块33转动还会带动指针34转动，通过指针34在刻度盘35上的指示，更加方便控制对模拟隔水层39的调节；进一步的，使用者可将管接头43螺纹连接于内接管53，当涌水通过连管42和管接头43进入实验框52后，会直接通过通水框51进入装置主体1内，在安置机构3的配合下，从而方便实现相应的隔水层突水膨胀实验；此外，使用者还可对转盘55转动，转盘55转动带动搅拌杆56转动，对实验框52内的储水起到搅拌均匀的作用；在有需要时，使用者可先通过进料框68朝储箱61内注入对应的混合实验泥沙，接着对把手67进行转动，把手67转动带动螺杆杆64转动，对进入储箱61内的实验泥沙进行输送，直至令泥沙通过通管62进入实验框52，同时在输送过程中，部分过细的不合格泥沙会被筛网66筛滤至抽盒65中，当泥沙进入实验框52中，在搅拌杆56的带动下同储水均匀混合，从而方便调节突水的不同类型，使得实验结果更加准确。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (10)
1.一种基于煤炭开发的底板隔水层膨胀性破坏的模拟装置，其特征在于，包括装置主体(1)，所述装置主体(1)上设有透窗(7)，所述装置主体(1)上固定连接有支撑机构(2)，所述支撑机构(2)上固定连接有涌水机构(4)，所述装置主体(1)内设有安置机构(3)，且所述装置主体(1)上固定连接有实验机构(5)和添料机构(6)。
2.根据权利要求1所述的一种基于煤炭开发的底板隔水层膨胀性破坏的模拟装置，其特征在于：所述支撑机构(2)包括支座(21)，所述装置主体(1)上固定连接有两个支座(21)，所述支座(21)整体呈L状，且所述支座(21)上设有两个活动轮(26)。
3.根据权利要求2所述的一种基于煤炭开发的底板隔水层膨胀性破坏的模拟装置，其特征在于：所述支座(21)上转动连接有转杆(22)，所述转杆(22)上固定连接有两个第一齿轮(23)，所述第一齿轮(23)啮合有第二齿轮(24)，所述第二齿轮(24)上固定连接有第一螺杆(25)，所述第一螺杆(25)螺纹连接于活动轮(26)。
4.根据权利要求1所述的一种基于煤炭开发的底板隔水层膨胀性破坏的模拟装置，其特征在于：所述安置机构(3)包括隔板(31)，所述装置主体(1)上安装有隔板(31)，所述装置主体(1)上固定连接有两个固定块(32)，所述固定块(32)和隔板(31)之间滑动连接有模拟隔水层(39)。
5.根据权利要求4所述的一种基于煤炭开发的底板隔水层膨胀性破坏的模拟装置，其特征在于：所述固定块(32)上设有转块(33)，所述转块(33)上固定连接有第三齿轮(37)，所述第三齿轮(37)啮合有第四齿轮(38)，所述第四齿轮(38)上固定连接有第二螺杆(36)，所述第二螺杆(36)螺纹连接于模拟隔水层(39)，且所述转块(33)上固定连接有指针(34)，所述固定块(32)上设有刻度盘(35)。
6.根据权利要求2所述的一种基于煤炭开发的底板隔水层膨胀性破坏的模拟装置，其特征在于：所述涌水机构(4)包括固定板(41)，两个所述支座(21)之间固定连接有固定板(41)，所述固定板(41)上滑动连接有两个管接头(43)，所述管接头(43)上固定连接有连管(42)。
7.根据权利要求1所述的一种基于煤炭开发的底板隔水层膨胀性破坏的模拟装置，其特征在于：所述实验机构(5)包括通水框(51)，所述装置主体(1)上固定连接有两个通水框(51)，所述通水框(51)上固定连接有实验框(52)，所述实验框(52)内设有内接管(53)，所述内接管(53)上安装有滤网(54)。
8.根据权利要求7所述的一种基于煤炭开发的底板隔水层膨胀性破坏的模拟装置，其特征在于：所述实验框(52)上转动连接有转盘(55)，所述转盘(55)上固定连接有搅拌杆(56)。
9.根据权利要求1所述的一种基于煤炭开发的底板隔水层膨胀性破坏的模拟装置，其特征在于：所述添料机构(6)包括安装板(63)，所述装置主体(1)上固定连接有两块安装板(63)，所述安装板(63)上固定连接有储箱(61)，所述储箱(61)上安装有进料框(68)，且所述储箱(61)上固定连接有通管(62)，所述通管(62)固定连接于实验框(52)。
10.根据权利要求9所述的一种基于煤炭开发的底板隔水层膨胀性破坏的模拟装置，其特征在于：所述储箱(61)上设有把手(67)，所述把手(67)上固定连接有螺旋杆(64)，所述螺旋杆(64)转动连接于储箱(61)，所述储箱(61)上固定安装有筛网(66)，且所述储箱(61)上滑动连接有抽盒(65)。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104200734A (zh) * | 2014-09-15 | 2014-12-10 | 河南理工大学 | 一种反演煤层底板突水的试验装置及其方法 |
| CN206891872U (zh) * | 2017-07-19 | 2018-01-16 | 山东科技大学 | 用于模拟煤矿底板隔水层裂隙演化的装置 |
| CN108508184A (zh) * | 2018-04-09 | 2018-09-07 | 山东科技大学 | 一种复杂条件煤层开采地表沉陷相似模拟试验装置及方法 |
| CN109632504A (zh) * | 2018-12-21 | 2019-04-16 | 江苏师范大学 | 一种二向应力状态的隔水层的测试试验模型 |
| CN111502661A (zh) * | 2020-04-22 | 2020-08-07 | 贵州理工学院 | 一种用于模拟倾斜煤层保水开采效果的实验装置 |
| CN111596031A (zh) * | 2020-04-20 | 2020-08-28 | 中国矿业大学(北京) | 一种煤层底板灾害模拟装置及方法 |
| CN212459186U (zh) * | 2020-06-18 | 2021-02-02 | 西安科技大学 | 一种模拟地下煤炭开采覆岩运移及突水溃砂实验装置 |
-
2021
- 2021-05-24 CN CN202110566818.XA patent/CN113340739A/zh active Pending
Patent Citations (7)
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