CN113432993B - 变侧限弧形底矸石压缩响应特征试验装置及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种变侧限弧形底矸石压缩响应特征试验装置及其使用方法，该装置包括施压装置和承压装置两部分；施压装置由核心板和两侧的若干块拓展板组成；承压装置由压缩盒、变侧限板、侧向千斤顶和承压板组成；本发明装置通过多段连接的方法相似模拟了错层位开采条件下弧形段，通过此装置可开展错层位开采条件下弧形底板条件下的矸石压缩响应实验；通过加承压板延长板与施压装置两侧拓展板可模拟真实条件下不同上抬角度下的弧形段，最大角度可达70°；该装置使用方式灵活且便于操作。

Description

变侧限弧形底矸石压缩响应特征试验装置及其使用方法

技术领域

本发明属于岩石力学试验技术领域，涉及一种变侧限弧形底矸石压缩响应特征试验装置及其使用方法。

背景技术

煤炭是我国资源市场的重要组成部分。近年来随着采煤技术的发展，越来越多的采煤工艺被提出，其中错层位采煤法由于其杰出的负煤柱方案以及较低的巷道维护难度已经先后被国内数家煤矿采用。在实际开采过程中，煤矿大多采用全部垮落法管理顶板，造成上覆岩层的压力作用于采空区矸石上，因此研究矸石的压缩响应特征对确定上覆岩层运移起到了先导性的作用。

同时，错层位采煤法作为近年来新兴的一种采煤方法已在河北唐山矿等矿区取得了优异的效果并在全国进行了推广，该方法在减小煤柱尺寸、减小巷道支护压力方面有其特殊成效。然而目前对矸石压缩响应特征的实验通常适用于采用长壁开采的煤层，鲜有针对采用错层位采煤法的采空区矸石压缩响应特征的实验研究。究其原因，主要是现有压缩响应特征实验装置所模拟的长壁开采方法的采空区矸石压缩空间不同于错层外采煤法采空区矸石的压缩空间。长壁开采条件下，采空区矸石被平行的上覆岩层和底板压缩。而错层位采煤法的一个突出特点是在工作面一侧有一段弧形段，因此在直接顶垮落后，采空区矸石在该区域内由上覆岩层、弧形底板、一侧煤壁所围成的弧形底三角形空间内被压缩。这种特殊的压缩状态造成现有矸石压缩装置上下平行的压缩空间无法模拟错层位开采的采空区空间特征，从而也无法开展相应实验。

现有的矸石压缩实验的压缩空间通常上下面平行，无法模拟错层位开采条件下矸石受压所处的弧形底三角形空间特征。为解决上述问题，从而开展错层位开采条件下矸石压缩特征的研究，本发明提供了一种变侧限弧形底矸石压缩响应特征实验装置及其使用方法。

发明内容

为进一步研究错层位开采条件下采空区矸石的压缩响应特征，本发明提供了一种变侧限弧形底矸石压缩响应特征实验装置及其使用方法。

本发明提供的装置将错层位开采的弧形段的弧形底板按错层位开采实际工况（实际工况中弧形段通过刮板输送机每段较上段逐渐抬升形成）简化为数条直线，并基于此原理通过分段式承压板模拟错层位开采的弧形段的弧形底板；同时针对装置所模拟不同实际工况中的弧形段长宽比不同的情况，通过变侧限实现不同的长宽比。使用时将施压部分通过上部凹槽挂在压力机上压头上，承压部分放在压力机承压台上，随后将矸石放入承压部分内承压板上部，通过操作压力机下压完成矸石压缩实验。

本发明提供了一种变侧限弧形底矸石压缩响应特征实验装置，包括施压装置和承压装置两部分。施压装置由核心板和两侧的若干块拓展板组成。承压装置由压缩盒、变侧限板、侧向千斤顶和承压板组成。

所述核心板为一块长方体板，上表面刚性连接一压头连接装置，左右两侧分别设有与拓展板连接的方形凹槽，在核心板上表面对应所述凹槽有两排螺丝通孔，可通过上述两侧拓展板连接凹槽和螺丝通孔在左右两侧固定连接两侧拓展板。所述压头连接装置为：为一竖向长方体结构，在长方体的上表面有一圆柱形凹槽，在该凹槽的四个侧面对称的各有一穿透至凹槽的螺丝通孔。连接压力机压头时，将压头连接装置上凹槽套在单轴压力机压头上，再通过四个侧面上螺丝通孔将长螺丝拧入将单轴压力机压头夹紧实现施压装置与压力机压头的固定。所述拓展板的结构为：两侧拓展板分为大板、中板、小板三种。三种板相同之处在于：长度与核心板长度相同，一侧有突出插头以供插入两侧拓展板连接凹槽，插头上有螺丝孔以固定两侧拓展板与核心板的相对位置；右侧有一与拓展板连接的方形凹槽，并在拓展板上表面对应两侧拓展板连接凹槽有一排螺丝通孔，可通过上述两侧拓展板连接凹槽和螺丝通孔在左右两侧继续连接两侧拓展板。不同之处在于：大板宽度与核心板宽度相同，中板宽度为大板宽度一半，小板宽度为中板宽度一半。

压缩盒为无顶长方体刚性盒，内部宽度稍大于核心板长度，以使承压部分与施压部分能嵌套。压缩盒内部设有一块变侧限板，变侧限板与压缩盒围成的左侧空间内设有承压板，承压板为弧形结构；变侧限板与压缩盒围成的右侧空间内设有侧向千斤顶；

所述压缩盒内设有用于承压板的导轨，在压缩盒的前后两侧面内壁上对应设有弧形导轨槽；所述导轨槽的右侧顶端切线与水平面夹角为70°；在压缩盒外表面对应导轨位置有一0°至70°刻度盘，对应角度为导轨槽在该点处的切线与水平面所成夹角，使承压板右边缘处与刻度θ相对应时切线角度为θ且压缩盒上边缘对应所述刻度盘有一刻度（θ取值范围为：0°＜θ＜70°）；在压缩盒前后两侧面对应导轨槽左下角有一通孔作为限位孔；在压缩盒上，与承压板左边缘板左侧的孔相对，承压板滑入后从压缩盒外插入一根销轴实现承压板在导轨内的固定，另外一侧通过变侧限板压住以固定。

所述承压板包括左边缘板、若干延长板和右边缘板，以上三种板主体为长方体结构板，且其左右两侧为平滑过渡，以便相邻板件之间可以绕销轴发生相对转动，以实现板件与水平夹角的变化模拟弧线段。

所述左边缘板的左侧设有沿板长方向的通孔，该孔与压缩盒左侧底部的限位孔对应，即为承压板固定孔；左边缘板的右侧中间设有U型连接槽，且在连接槽的两侧设有沿板长方向的通孔，该孔即为销轴孔；左边缘板右侧与延长板连接。延长板的右侧延长板的结构为：左侧中间设有U型凸块，该U型凸块的中心位置沿板长方向设有通孔，该通孔与相邻板（包括左边缘板或相邻的延长板）上的通孔位置对应；在延长板的右侧中间设有U型连接槽，且在连接槽的两侧设有沿板长方向的通孔，该通孔与相邻板（包括右边缘板或相邻的延长板）上的通孔位置对应，为销轴孔，插入销轴将相邻板之间固定连接。所述右边缘板的左侧中间设有U型凸块，该U型凸块的中心位置沿板长方向设有通孔，该通孔与延长板上的通孔位置对应，右边缘板与相邻的延长板之间通过销轴插入该孔固定。

所述承压板由左边缘板、若干延长板和右边缘板拼接组成，承压板三种部件之间的连接方法为，按左边缘板、延长板、右边缘板的顺序连接，通过销轴穿过承压板部件右侧固定孔、承压板部件接头上通孔将三种部件连接组成承压板。安装时，先拼接承压板各部件，拼接完成后插入销轴固定，此时承压板各个部件之间可以绕销轴相互转动，然后将销轴作为导轮，嵌入导轨槽中（可在导轨槽内自由滑动），当承压板左边缘板到达底端，将销轴穿过压缩盒和左边缘板左侧固定孔完成承压板一侧的固定，此时承压板各个部分之间就不能转动了，承压板右端到达适当高度，将变侧限板紧靠承压板右端且垂直于压缩盒底部固定好，此时，即可模拟对应角度的矸石压缩特征。

变侧限板为一刚性板。其大小可竖直放入压缩盒内，其右侧面与侧向千斤顶刚性连接，通过侧向千斤顶伸缩提供变侧限；当其紧靠承压板右边缘板时，可将承压板夹紧使承压板无法在导轨内滑动。

侧向千斤顶为一水平放置的千斤顶。其左侧与变侧限板刚性连接，右侧与压缩盒右侧面刚性连接。

所述销轴长度比承压板三种部件长度长，使其穿过承压板部件固定孔时其前后两端有露出部分，前后两端露出部分可卡入上述压缩盒内部前后导轨，使承压板沿导轨内滑动。

本发明提供了一种变侧限弧形底矸石压缩响应特征实验装置的使用方法，包括以下步骤：

①确定所要模拟矿井工作面的煤层倾角θ（0°＜θ＜70°）；

②将1个承压板左边缘板，若干个延长板，1个承压板右边缘板组成承压板，随后承压板沿导轨滑入，并通过销轴；穿过压缩盒左下角通孔和左边缘板左侧通孔将其位置固定，使右边缘板对准压缩盒内表面刻度盘上θ处。

③操纵侧向千斤顶推动变侧限板至压缩盒上边缘刻度为θ处，与右边缘板紧贴。使压缩盒内部承压板上方形成矸石容纳空间；

④将若干个不同类型的两侧拓展板左右连接在核心板上，使施压装置可与矸石容纳空间嵌套，且施压装置长度与矸石容纳空间长度之差不超过一个小板的宽度。

⑤将施压装置通过压头连接装置连接在单轴压力机压头上。

⑥在承压板中间位置、变侧限板左侧面及压缩盒内侧前、后侧面及左侧面中间位置黏贴应力盒，对四个面的受力情况进行监测。

⑦将所要实验矸石放入承压装置的矸石容纳空间内，随后将施压装置水平放置于矸石上方，开始一组矸石压缩实验；

⑧若有多组矸石试样，当上一组加载完毕后，先卸载油压，然后把单轴压力机的压头升起到一定高度，将矸石试样拿出，随后将下一组实验矸石放于承压板上，重复实验过程直至把多组矸石试样全部压完。

本发明的有益效果：

（1）本发明装置通过多段连接的方法相似模拟了错层位开采条件下弧形段，通过此装置可开展错层位开采条件下弧形底板条件下的矸石压缩响应实验。

（2）本发明装置通过加承压板延长板与施压装置两侧拓展板可模拟真实条件下不同上抬角度下的弧形段，最大角度可达70°。

（3）本发明装置使用方式灵活且便于操作。承压部分与施压装置之间无连接，因此二者可单独使用于实验中。施压装置可通过固定孔悬挂固定在任意普通单轴压力机压头上即可模拟施压环境，承压部分放置于承压台上即可。

附图说明

图1是变侧限弧形底矸石压缩响应特征实验装置中施压装置的结构图；

图2是承压装置的结构图；

图3是承压装置的剖面图；

图4是承压板连接方式的局部放大图；

图5是施压装置的部件分解结构图；

图6是承压板部件的分解结构图；

图7是实施例1对应实验装置的剖开图；

图8是实施例2对应实验装置的剖开图。

图中，1、核心板；2、两侧拓展板；3、压缩盒；4、变侧限板；5、侧向千斤顶；6、承压板；7、压头连接装置；8、方形凹槽；9、左边缘板；10、右边缘板；11、延长板；12、导轨。

具体实施方式

下面通过实施例来进一步说明本发明，但不局限于以下实施例。

实施例1：

如图1~6所示，一种变侧限弧形底矸石压缩响应特征实验装置，包括施压装置和承压装置两部分。施压装置由核心板1和两侧的若干块拓展板2组成。承压装置由压缩盒3、变侧限板4、侧向千斤顶5和承压板6组成。

所述核心板1为一块长方体板，上表面刚性连接一压头连接装置7，核心板的左右两侧分别设有与拓展板2连接的方形凹槽8，在核心板上表面对应所述凹槽有两排螺丝通孔，可通过上述两侧拓展板连接凹槽和螺丝通孔在左右两侧固定连接两侧拓展板。所述压头连接装置7结构为：为一竖向长方体结构，在长方体的上表面有一圆柱形凹槽，在该凹槽的四个侧面对称的各有一穿透至凹槽的螺丝通孔。连接压力机压头时，将压头连接装置上凹槽套在单轴压力机压头上，再通过四个侧面上螺丝通孔将长螺丝拧入将单轴压力机压头夹紧实现施压装置与压力机压头的固定。所述拓展板2的结构为：两侧拓展板分为大板、中板、小板三种。三种板相同之处在于：长度与核心板长度相同，一侧有突出插头以供插入两侧拓展板连接凹槽，插头上有螺丝孔以固定两侧拓展板与核心板的相对位置；右侧有一与拓展板连接的方形凹槽，并在拓展板上表面对应两侧拓展板连接凹槽有一排螺丝通孔，可通过上述两侧拓展板连接凹槽和螺丝通孔在左右两侧继续连接两侧拓展板。不同之处在于：大板宽度与核心板宽度相同，中板宽度为大板宽度的一半，小板宽度为中板宽度的一半。

压缩盒3为无顶长方体刚性盒，内部宽度稍大于核心板1的长度，以使承压部分与施压部分能嵌套。压缩盒3内部设有一块变侧限板4，变侧限板4与压缩盒3围成的左侧空间内设有承压板6，承压板6为弧形结构；变侧限板与压缩盒围成的右侧空间内设有侧向千斤顶5；

所述压缩盒3内设有用于承压板的导轨12，在压缩盒的前后两侧面内壁上对应设有弧形导轨槽；所述导轨槽的右侧顶端切线与水平面夹角为70°；在压缩盒外表面对应导轨位置有一0°至70°刻度盘，对应角度为导轨槽在该点处的切线与水平面所成夹角，使承压板右边缘处与刻度θ相对应时切线角度为θ且压缩盒上边缘对应所述刻度盘有一刻度（θ取值范围为：0°＜θ＜70°）；在压缩盒前后两侧面对应导轨槽左下角有一通孔作为限位孔；在压缩盒上，与承压板左边缘板左侧的孔相对，承压板滑入后从压缩盒外插入一根销轴实现承压板在导轨内的固定，另外一侧通过变侧限板压住以固定。

所述承压板6包括左边缘板9、若干延长板11和右边缘板10，以上三种板主体为长方体结构板，且其左右两侧为平滑过渡，以便相邻板件之间可以绕销轴发生相对转动，以实现板件与水平夹角的变化模拟弧线段。

所述左边缘板9的左侧设有沿板长方向的通孔，该孔与压缩盒3左侧底部的限位孔对应，即为承压板固定孔；左边缘板9的右侧中间设有U型连接槽，且在连接槽的两侧设有沿板长方向的通孔，该孔即为销轴孔；左边缘板9右侧与延长板11连接。延长板11的结构为：左侧中间设有U型凸块，该U型凸块的中心位置沿板长方向设有通孔，该通孔与相邻板（包括左边缘板或相邻的延长板）上的通孔位置对应；在延长板的右侧中间设有U型连接槽，且在连接槽的两侧设有沿板长方向的通孔，该通孔与相邻板（包括右边缘板或相邻的延长板）上的通孔位置对应，为销轴孔，插入销轴将相邻板之间固定连接。所述右边缘板10的左侧中间设有U型凸块，该U型凸块的中心位置沿板长方向设有通孔，该通孔与延长板上的通孔位置对应，右边缘板与相邻的延长板之间通过销轴插入该孔固定。

所述承压板由左边缘板、若干延长板和右边缘板拼接组成，承压板三种部件之间的连接方法为，按左边缘板、延长板、右边缘板的顺序连接，通过销轴穿过承压板部件右侧固定孔、承压板部件接头上通孔将三种部件连接组成承压板。安装时，先拼接承压板各部件，拼接完成后插入销轴固定，此时承压板各个部件之间可以绕销轴相互转动，然后将销轴作为导轮，嵌入导轨槽中（可在导轨槽内自由滑动），当承压板左边缘板到达底端，将销轴穿过压缩盒和左边缘板左侧固定孔完成承压板一侧的固定，此时承压板各个部分之间就不能转动了，承压板右端到达适当高度，将变侧限板紧靠承压板右端且垂直于压缩盒底部固定好，此时，即可模拟对应角度的矸石压缩特征。

变侧限板4为一刚性板。其大小可竖直放入压缩盒3内，其右侧面与侧向千斤顶5刚性连接，通过侧向千斤顶5伸缩提供变侧限；当其紧靠承压板6右边缘板时，可将承压板夹紧使承压板无法在导轨内滑动。

侧向千斤顶5为一水平放置的千斤顶。其左侧与变侧限板刚性连接，右侧与压缩盒右侧面刚性连接。

所述销轴长度比承压板三种板件的长度要长，使其穿过承压板部件固定孔时其前后两端有露出部分，前后两端露出部分可卡入上述压缩盒内部前后导轨，使承压板沿导轨内滑动。

下面结合具体的实施例对本发明装置的使用方法做进一步说明。

实施例1：

对采用错层位开采的某矿井采空区矸石压缩响应特征进行实验，其煤层倾角较小，为缓倾斜煤层。

所述变侧限弧形底矸石压缩响应装置的使用方法包括以下步骤：

①确定所要模拟矿井工作面的参煤层倾角15°。如图7所示。

②将1个承压板左边缘板9，3个延长板11，1个承压板右边缘板10组成承压板6，随后承压板6沿导轨滑入，并通过长销穿过压缩盒3左下角通孔和左边缘板9左侧通孔将其位置固定，使右边缘板对准压缩盒内表面刻度盘上15°处。

③操纵侧向千斤顶5推动变侧限板4至压缩盒3上边缘刻度为15°处，，与右边缘板10紧贴。使压缩盒3、承压板6、变侧限板4组成矸石容纳空间。

④将2个小板连接在核心板1左右两侧上，使施压部分可与矸石容纳空间嵌套，且施压部分长度与矸石容纳空间长度之差不超过一个小板的宽度。

⑤将施压部分通过压头连接装置7连接在单轴压力机压头上。

⑥在承压板6中间位置、变侧限板4左侧面及压缩盒3内侧前、后侧面及左侧面中间位置黏贴应力盒，对四个面的受力情况进行监测。

⑦将所要实验矸石放入承压部分矸石容纳空间内，随后将施压部分与承压部分位置对应，开始一组矸石压缩实验

⑧当上一组加载完毕后，先卸载油压，然后把单轴压力机的压头升起到一定高度，将矸石试样拿出，随后将下一组实验矸石放于承压板上，重复实验过程直至把多组矸石试样全部压完。

实施例2：

对采用错层位开采的某矿井采空区矸石压缩响应特征进行实验，其煤层倾角较大，为急倾斜煤层。

所述变侧限弧形底矸石压缩响应装置的使用方法包括以下步骤：

①确定所要模拟矿井工作面的煤层倾角60°。如图8所示。

②将1个承压板左边缘板9，18个延长板11，1个承压板右边缘板10组成承压板6，随后承压板6沿导轨划入，并通过长销穿过压缩盒3左下角通孔和左边缘板9左侧通孔将其位置固定，使右边缘板10对准压缩盒内表面刻度盘上60°处。

③操纵侧向千斤顶5推动变侧限板4至压缩盒上边缘刻度为60°处，与右边缘板10紧贴。使压缩盒3、承压板6、变侧限板4组成矸石容纳空间。

④将4个大板，2个中板，2个小板分别连接在核心板1左右两侧，使施压部分可与矸石容纳空间嵌套，且施压部分长度与矸石容纳空间长度之差不超过一个小板的宽度。

⑤将施压部分通过压头连接装置7连接在单轴压力机压头上。

⑥在承压板6中间位置、变侧限板4左侧面及压缩盒3内侧前、后侧面及左侧面中间位置黏贴应力盒，对四个面的受力情况进行监测。

⑦将所要实验矸石放入承压部分矸石容纳空间内，随后将施压部分与承压部分位置对应，开始一组矸石压缩实验

⑧当上一组加载完毕后，先卸载油压，然后把单轴压力机的压头升起到一定高度，将矸石试样拿出，随后将下一组实验矸石放于承压板上，重复实验过程直至把多组矸石试样全部压完。

Claims (8)

1.一种变侧限弧形底矸石压缩响应特征实验装置，其特征在于：包括施压装置和承压装置两部分；施压装置由核心板和两侧的若干块拓展板组成；承压装置由压缩盒、变侧限板、侧向千斤顶和承压板组成；

所述核心板为一块长方体板，上表面刚性连接一压头连接装置，核心板的左右两侧分别设有与拓展板连接的方形凹槽，在核心板上表面对应所述凹槽有两排螺丝通孔，通过两侧拓展板连接凹槽和螺丝通孔在左右两侧固定连接两侧拓展板；所述拓展板的结构为：两侧拓展板分为大板、中板、小板三种；三种板相同之处在于：长度与核心板长度相同，一侧有突出插头以供插入两侧拓展板连接凹槽，插头上有螺丝孔以固定两侧拓展板与核心板的相对位置；右侧有一与拓展板连接的方形凹槽，并在拓展板上表面对应两侧拓展板连接凹槽有一排螺丝通孔，通过上述两侧拓展板连接凹槽和螺丝通孔在左右两侧继续连接两侧拓展板；拓展板的大板宽度与核心板宽度相同，中板宽度为大板宽度一半，小板宽度为中板宽度一半；

压缩盒为无顶长方体刚性盒，内部宽度大于核心板长度，以使承压部分与施压部分能嵌套；压缩盒内部设有一块变侧限板，变侧限板与压缩盒围成的左侧空间内设有承压板，承压板为弧形结构；变侧限板与压缩盒围成的右侧空间内设有侧向千斤顶；

所述压缩盒内设有用于承压板的导轨，在压缩盒的前后两侧面内壁上对应设有弧形导轨槽；在压缩盒外表面对应导轨位置设有刻度盘，导轨槽上某一点对应角度为导轨槽在该点处的切线与水平面所成夹角，使承压板右边缘处与刻度θ相对应时切线角度为θ且压缩盒上边缘对应刻度盘有一刻度；在压缩盒前后两侧面对应导轨槽左下角有一通孔作为限位孔；在压缩盒上，与承压板左边缘板左侧的孔相对，承压板滑入后从压缩盒外插入一根销轴实现承压板在导轨内的固定，另外一侧通过变侧限板压住以固定；

所述承压板包括左边缘板、若干延长板和右边缘板，以上三种板主体为长方体结构板，且其左右两侧为平滑过渡，以便相邻板件之间可以绕销轴发生相对转动，以实现板件与水平夹角的变化模拟弧线段。

2.根据权利要求1所述的变侧限弧形底矸石压缩响应特征实验装置，其特征在于：所述压头连接装置为一竖向长方体结构，在长方体的上表面有一圆柱形凹槽，在该凹槽的四个侧面对称的各有一穿透至凹槽的螺丝通孔；连接压力机压头时，将压头连接装置上凹槽套在单轴压力机压头上，再通过四个侧面上螺丝通孔将长螺丝拧入将单轴压力机压头夹紧实现施压装置与压力机压头的固定。

3.根据权利要求1所述的变侧限弧形底矸石压缩响应特征实验装置，其特征在于：所述导轨槽的右侧顶端切线与水平面夹角为70°；在压缩盒外表面对应导轨位置有一0°至70°刻度盘。

4.根据权利要求1所述的变侧限弧形底矸石压缩响应特征实验装置，其特征在于：所述承压板的结构为：左边缘板的左侧设有沿板长方向的通孔，该孔与压缩盒左侧底部的限位孔对应，即为承压板固定孔；左边缘板的右侧中间设有U型连接槽，且在连接槽的两侧设有沿板长方向的通孔，该孔即为销轴孔；左边缘板右侧与延长板连接；

延长板的右侧延长板的结构为：左侧中间设有U型凸块，该U型凸块的中心位置沿板长方向设有通孔，该通孔与相邻的左边缘板或相邻的延长板上的通孔位置对应；在延长板的右侧中间设有U型连接槽，且在连接槽的两侧设有沿板长方向的通孔，该通孔与相邻的右边缘板或相邻的延长板上的通孔位置对应，为销轴孔，插入销轴将相邻板之间固定连接；

所述右边缘板的左侧中间设有U型凸块，该U型凸块的中心位置沿板长方向设有通孔，该通孔与延长板上的通孔位置对应，右边缘板与相邻的延长板之间通过销轴插入该孔固定。

5.根据权利要求1所述的变侧限弧形底矸石压缩响应特征实验装置，其特征在于：变侧限板为一刚性板，能竖直放入压缩盒内，其右侧面与侧向千斤顶刚性连接，通过侧向千斤顶伸缩提供变侧限；当其紧靠承压板右边缘板时，能将承压板夹紧使承压板无法在导轨内滑动。

6.根据权利要求1所述的变侧限弧形底矸石压缩响应特征实验装置，其特征在于：侧向千斤顶为一水平放置的千斤顶，其左侧与变侧限板刚性连接，右侧与压缩盒右侧面刚性连接。

7.根据权利要求1所述的变侧限弧形底矸石压缩响应特征实验装置，其特征在于：所述销轴长度比承压板三种部件长度长，使其穿过承压板部件固定孔时其前后两端有露出部分，前后两端露出部分能卡入上述压缩盒内部前后导轨，使承压板沿导轨内滑动。

8.一种权利要求1~7任一项所述的变侧限弧形底矸石压缩响应特征实验装置的使用方法，其特征在于包括以下步骤：

①确定所要模拟矿井工作面的煤层倾角θ；

②将1个承压板左边缘板，若干个延长板，1个承压板右边缘板组成承压板，随后承压板沿导轨滑入，并通过销轴；穿过压缩盒左下角通孔和左边缘板左侧通孔将其位置固定，使右边缘板对准压缩盒内表面刻度盘上θ处；

③操纵侧向千斤顶推动变侧限板至压缩盒上边缘刻度为θ处，与右边缘板紧贴；使压缩盒内部承压板上方形成矸石容纳空间；

④将若干个不同类型的两侧拓展板左右连接在核心板上，使施压装置可与矸石容纳空间嵌套，且施压装置长度与矸石容纳空间长度之差不超过一个小板的宽度；

⑤将施压装置通过压头连接装置连接在单轴压力机压头上；

⑥在承压板中间位置、变侧限板左侧面及压缩盒内侧前、后侧面及左侧面中间位置黏贴应力盒，对四个面的受力情况进行监测；

⑦将所要实验矸石放入承压装置的矸石容纳空间内，随后将施压装置水平放置于矸石上方，开始一组矸石压缩实验；

⑧若有多组矸石试样，当上一组加载完毕后，先卸载油压，然后把单轴压力机的压头升起到一定高度，将矸石试样拿出，随后将下一组实验矸石放于承压板上，重复实验过程直至把多组矸石试样全部压完。

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