CN205301313U - 一种用于倾斜或急倾斜煤层的相似模拟实验装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种用于倾斜或急倾斜煤层的相似模拟实验装置，其包括内外部两个框架，内部框架左侧立柱可水平方向滑动；用于铺设相似材料的腔室的底板与水平面的夹角由顶升千斤顶调节；内部框架的顶板上的各液压头共同与一承压板固定连接。由于承压板始终随底板与水平面的夹角的变化同步，从而保证了垂直施压/受压，提高了模型的压实质量；并且其内部框架的底板是作为一个整体与右前方和右后方立柱上的滑槽形成可滑动连接的。这样，就提高了整个实验装置运行的安全性、稳定性与可靠性。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种相似模拟实验装置，涉及一种用于倾斜或急倾斜煤层的相似模拟实验装置。
背景技术
由于矿山开采活动的特殊性，煤炭开采过程中，不能直观地观察到采场上覆岩层的运移状态；制作相似材料模型，进行相似模拟实验是一种公认的行之有效的研究方法。这种相似材料模拟实验是利用物理模拟的方法，将矿井现场的实际开采情况，在实验室模拟完成，其对于井下开采，尤其是井巷、采场、边坡、硐室等矿业工程的预测预报方面，具有十分重要的指导意义。
中国专利申请CN204405655U公开了一种适于任意倾角煤层相似模拟的实验装置，其采用两端分别与左右立柱形成可滑动连接的抽拉式底板、千斤顶直接顶起底板，从而使得底板与水平面成一定倾斜角度，进而可直接在模拟实验装置内部铺设相似材料，自然形成任意倾角煤层相似模拟材料模型。
这种适于任意倾角煤层相似模拟的实验装置，其结构简单、合理，操作与调节十分简便，实验操作过程，特别是相似材料的铺设过程，操作人员劳动强度小、效率高，且所需时间短；且相似材料铺设过程和模型成型之后的加压过程中，具有良好平衡性与稳定性。
但是，这种结构形式的适于任意倾角煤层相似模拟实验装置，仍然存在以下不足：
一是，在相似材料铺设成型后的模型加压过程中，由于安装在顶梁上的液压头施压部与模型顶部接触面之间所成夹角小于90度，将造成模型各处倾斜受压，进而造成施压/受压不均匀，影响模型的压实质量。
二是，抽拉式底板两端的滑块与抽拉式底板本体之间的连接轴相对细小，当相似材料模拟实验装置内部相似材料铺设到一定高度；
特别是，当铺设完成后、模型加压过程中，由于该连接轴处应力集中，易于出现断裂。
实用新型内容
本实用新型的目的是，提供一种模型压实成型质量好、结构牢固、使用过程安全、稳定、可靠的用于倾斜或急倾斜煤层的相似模拟实验装置。
本实用新型为实现上述目的，所采用的技术方案是，一种用于倾斜或急倾斜煤层的相似模拟实验装置，其特征在于，包括内、外两个框架，以及若干数量的、内部框架封闭用的可拆卸挡板；其中，外部框架整体呈六面体形状，内部框架左前方和右前方的两根立柱，分别固定在外部框架的前方的底梁上；内部框架的左后方和右后方的两根立柱，分别固定在外部框架的后方的底梁上；
上述外部框架的前后方的底梁上分别设置有水平向的滑轨，上述内部框架左前方和左后方的那两根立柱的底端分别与上述水平向的滑轨成可沿左右方向的滑动连接；
所述外部框架左前方和左后方的立柱上，沿竖直方向每隔一定距离，分别安装有水平千斤顶，上述各水平千斤顶相互平行，各自的工作端均分别朝向内部框架；
所述外部框架右前方立柱与内部框架右前方立柱之间通过支撑柱固定连接，外部框架右后方立柱与内部框架右后方立柱之间通过支撑柱固定连接；
上述内部框架的右前方和右后方的两根立柱均两段式结构，各自的下段均为千斤顶、上段均为钢柱，上述各钢柱分别与对应的千斤顶的工作端固定连接；
上述内部框架的底板左前端和左后端分别与内部框架的左前立柱和左后立柱的内侧铰接；
上述内部框架的右前立柱和右后立柱各自的内侧均分别设置有滑槽，上述内部框架的底板右侧边整体插入上述内部框架的右前立柱和右后立柱内侧的滑槽内，形成可滑动连接；
上述内部框架的四根立柱各自前后左右四个外表面上，沿竖直方向，均布有若干数量的螺孔；上述可拆卸挡板按实验所需，分别通过螺栓固定在内部框架的四根立柱的外表面上；
上述内部框架的顶板左前端和左后端分别与内部框架的左前立柱和左后立柱的顶端铰接；
上述内部框架的顶板右前端和右后端分别与内部框架的右前立柱和右后立柱的顶端铰接；
上述内部框架的顶板的内表面上均匀安装有若干数量的液压头，各液压头的工作端均竖直朝下，各液压头的工作端端部共同与一承压板固定连接；
上述内部框架的底板的下表面上均布有若干数量的连接件，各连接件的下方均设置有铰接孔；
在内部框架的底板的下方均匀设置有若干数量的顶升用千斤顶，各顶升用千斤顶的工作端分别通过铰接轴与上述各铰接孔铰接。
上述技术方案直接带来的技术效果是，由于顶板或承压板与水平面的夹角的变化，始终和底板与水平面的夹角的变化同步，即顶板或承压板始终与底板平行，这使得液压头的施力方向始终垂直于相似材料模型的顶部表面。从而较好地解决了现有技术的液压头施压部与模型顶部接触面之间所成夹角小于90度，进而造成模型各处倾斜受压，最终造成施压/受压不均匀，影响模型的压实质量的技术问题。
而且，由于内部框架的底板是作为一个整体，通过其右端与右前方和右后方立柱上的滑槽形成可滑动连接的。这样，就彻底解决了现有技术所需的底板端面与滑块之间的细小连接轴所致易于发生断裂的技术问题，从而提高了整个实验装置运行的安全性、稳定性与可靠性。
优选为，上述水平千斤顶数量为3-4个；所述支撑柱的数量为3-4个。
该优选技术方案直接带来的技术效果是，可以保证内部框架左前方、左后方、右前方与右后方四根立柱始终处于稳固的状态。
综上所述，本实用新型相对于现有技术，具有压实成型质量好、装置运行安全性、稳定性与可靠性好等有益效果。
附图说明
图1为本实用新型的初始状态结构示意图；
图2为本实用新型在铺设倾角煤层时的使用状态结构示意图；
图3为本实用新型的底板顶升用千斤顶的放大连接结构示意图。
附图标记说明：
1-内部框架；2-外部框架；3-可拆卸挡板；4-底梁；5-立柱；6-水平向的滑轨；7-水平千斤顶；8-支撑柱；9-千斤顶；10-钢柱；12-螺孔；13-液压头；14-承压板；15-连接件；16-铰接孔；17-顶升千斤顶；18-铰接轴。
具体实施方式
下面结合附图，对本实用新型进行详细说明。
如图1至3所示，本实用新型的用于倾斜或急倾斜煤层的相似模拟实验装置，其特征在于，包括内、外两个框架，以及若干数量的、内部框架封闭用的可拆卸挡板3；其中，外部框架1整体呈六面体形状，内部框架2左前方和右前方的两根立柱，分别固定在外部框架的前方的底梁4上；内部框架的左后方和右后方的两根立柱5，分别固定在外部框架的后方的底梁上(图中未示出)；
上述外部框架的前后方的底梁上分别设置有水平向的滑轨6，上述内部框架左前方和左后方的那两根立柱的底端分别与上述水平向的滑轨6成可沿左右方向的滑动连接；
上述外部框架左前方和左后方的立柱上，沿竖直方向每隔一定距离，分别安装有水平千斤顶7，上述各水平千斤顶相互平行，各自的工作端均分别朝向内部框架；
上述外部框架右前方立柱与内部框架右前方立柱之间通过支撑柱8固定连接，外部框架右后方立柱与内部框架右后方立柱之间通过支撑柱固定连接；
上述内部框架的右前方和右后方的两根立柱均两段式结构，各自的下段均为千斤顶9、上段均为钢柱10，上述各钢柱10分别与对应的千斤顶9的工作端固定连接；
上述内部框架的底板左前端和左后端分别与内部框架的左前立柱和左后立柱的内侧铰接；(图中未示出)
上述内部框架的右前立柱和右后立柱各自的内侧均分别设置有滑槽，上述内部框架的底板右前端和右后端分别插入上述内部框架的右前立柱和右后立柱内侧的滑槽内，形成可滑动连接；
上述内部框架的四根立柱各自前后左右四个外表面上，沿竖直方向，均布有若干数量的螺孔12；上述可拆卸挡板按实验所需，分别通过螺栓固定在内部框架的四根立柱的外表面上；
上述内部框架的顶板左前端和左后端分别与内部框架的左前立柱和左后立柱的顶端铰接；
上述内部框架的顶板右前端和右后端分别与内部框架的右前立柱和右后立柱的顶端铰接；
上述内部框架的顶板的内表面上均匀安装有若干数量的液压头13，各液压头的工作端均竖直朝下，各液压头的工作端端部共同与一承压板14固定连接；
上述内部框架的底板的下表面上均布有若干数量的连接件15，各连接件的下方均设置有铰接孔16；
在内部框架的底板的下方均匀设置有若干数量的顶升用千斤顶17，各顶升用千斤顶的工作端分别通过铰接轴18与上述各铰接孔16铰接。
上述水平千斤顶7数量最好为3-4个，支撑柱8的数量最好为3-4个。
Claims (2)
1.一种用于倾斜或急倾斜煤层的相似模拟实验装置，其特征在于，包括内、外两个框架，以及若干数量的、内部框架封闭用的可拆卸挡板；其中，外部框架整体呈六面体形状，内部框架左前方和右前方的两根立柱，分别固定在外部框架的前方的底梁上；内部框架的左后方和右后方的两根立柱，分别固定在外部框架的后方的底梁上；
上述外部框架的前后方的底梁上分别设置有水平向的滑轨，上述内部框架左前方和左后方的两根立柱的底端分别与上述水平向的滑轨成可沿左右方向的滑动连接；
所述外部框架左前方和左后方的立柱上，沿竖直方向每隔一定距离，分别安装有水平千斤顶，上述各水平千斤顶相互平行，各自的工作端均分别朝向内部框架；
所述外部框架右前方立柱与内部框架右前方立柱之间通过支撑柱固定连接，外部框架右后方立柱与内部框架右后方立柱之间通过支撑柱固定连接；
上述内部框架的右前方和右后方的两根立柱均两段式结构，各自的下段均为千斤顶、上段均为钢柱，上述各钢柱分别与对应的千斤顶的工作端固定连接；
上述内部框架的底板左前端和左后端分别与内部框架的左前立柱和左后立柱的内侧铰接；
上述内部框架的右前立柱和右后立柱各自的内侧均分别设置有滑槽，上述内部框架的底板右侧边整体插入上述内部框架的右前立柱和右后立柱内侧的滑槽内，形成可滑动连接；
上述内部框架的四根立柱各自前后左右四个外表面上，沿竖直方向，均布有若干数量的螺孔；上述可拆卸挡板按实验所需，分别通过螺栓固定在内部框架的四根立柱的外表面上；
上述内部框架的顶板左前端和左后端分别与内部框架的左前立柱和左后立柱的顶端铰接；
上述内部框架的顶板右前端和右后端分别与内部框架的右前立柱和右后立柱的顶端铰接；
上述内部框架的顶板的内表面上均匀安装有若干数量的液压头，各液压头的工作端均竖直朝下，各液压头的工作端端部共同与一承压板固定连接；
上述内部框架的底板的下表面上均布有若干数量的连接件，各连接件的下方均设置有铰接孔；
在内部框架的底板的下方均匀设置有若干数量的顶升用千斤顶，各顶升用千斤顶的工作端分别通过铰接轴与上述各铰接孔铰接。
2.根据权利要求1所述的用于倾斜或急倾斜煤层的相似模拟实验装置，其特征在于，所述水平千斤顶数量为3-4个；所述支撑柱的数量为3-4个。
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