CN206681764U - 一种煤矿巷道顶板模拟锚杆支护装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型及一种煤矿巷道顶板模拟锚杆支护装置，可有效解决煤矿巷道顶板锚杆支护相关的仿真模拟问题。其解决的技术方案是，包括模型箱和固定架，模型箱放置在固定架上的四个长方体铁块形成的卡位上，并用螺栓、螺母固定在固定架上；模型箱外侧上部中间位置设计有一个210吨的液压油缸，侧面分别布置两个140吨的液压油缸，液压油缸通过进、回油线路与液压泵连接；可拆卸的夹板通过模型箱外面的螺栓孔用螺栓、螺母固定在模型箱上；模型箱内部的上加压板、侧加压板焊接在液压油缸3活塞杆上；模型箱底部设计有15个直径50mm的圆孔；固定架由固定模型箱的长方体铁块、支腿、加固梁和底座构成。本实用新型结构简单，易操作，在实验室能较好地模拟巷道顶板的真实受力情况及顶板锚杆支护的全过程。
Description
技术领域
本实用新型涉及采矿工程领域，具体涉及一种煤矿巷道顶板模拟锚杆支护装置。
背景技术
煤矿巷道顶板多为沉积岩层，岩层组合特征复杂，易发生冒顶事故，并且冒顶事故长期占据煤矿事故的50%以上，对煤矿安全生产威胁极大。锚杆支护作为一种主动支护形式，以其支护成本低、支护效果好、支护速度快的优点，在煤矿生产中得到广泛应用。当前，我国很多煤矿已进入深部开采，高应力作用下多数巷道围岩更加不稳定，因此对顶板岩层特征及组合结构、锚杆的锚固特性、施工方式以及地应力状态都必须有足够的了解。然而，煤矿井下复杂、恶劣的条件使得以上方面都很难从现场考察获取，并且专门做这一项工作需要耗费大量的人力和财力，因此在实验室进行相似模拟实验不失为一种有效而又简单的方法，同时又能为煤矿井下巷道的支护设计提供参考依据。因此，开发出一种能实际模拟煤矿巷道顶板锚杆支护的装置就具有重要的意义。
发明内容
针对上述情况，为解决现有技术之缺陷，本实用新型之目的就是提供一种煤矿巷道顶板模拟锚杆支护装置，利用该装置可有效分析煤矿巷道顶板锚杆支护的影响因素以及巷道顶板岩性的探测识别。
本实用新型解决的技术方案是，包括模型箱和固定架，其特征在于，模型箱放置在固定架上的四个长方体铁块形成的卡位上，并用螺栓、螺母牢固地固定在固定架上；模型箱外侧上部中间位置设计有一个210吨的液压油缸，侧面分别布置两个140吨的液压油缸，液压油缸通过进、回油线路与液压泵连接；可拆卸的夹板通过模型箱外面的螺栓孔用螺栓、螺母固定在模型箱上；模型箱内部的上加压板、侧加压板焊接在液压油缸3活塞杆上；模型箱底部设计有15个直径50mm的圆孔；固定架由固定模型箱的长方体铁块、支腿、加固梁和底座构成。
本实用新型是一种煤矿巷道顶板模拟锚杆支护装置，在模型箱里配置好相似模拟材料后，利用模型箱外面的液压油缸对模型施加垂直应力和水平应力，从而更真实地模拟煤矿顶板实际情况。通过顶板锚杆钻机施工锚固孔，并安装锚杆，模拟巷道锚杆支护过程；利用该装置同样可以模拟有关顶板钻进方面的实验研究，如钻进振动、钻速、转速和钻进破岩能耗的相关研究；并且此装置结构简单易操作，具有较高的实用性。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图。
图2是模型箱结构示意图。
图3是固定架结构示意图。
图4是本实用新型的底部视图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细说明。
结合图1~4，一种煤矿巷道顶板模拟锚杆支护装置，包括模型箱和固定架，其特征在于，模型箱1外侧上部中间位置设计有一个210吨的液压油缸5，侧面分别布置两个140吨的液压油缸5，液压油缸5通过进、回油线路6与液压泵7连接；可拆卸的夹板8通过模型箱1外面的螺栓孔11用螺栓9、螺母10固定在模型箱1上；模型箱1内部的上加压板3、侧加压板4焊接在液压油缸3伸出的活塞杆上；模型箱底部设计有15个直径50mm的圆孔12；固定架2由固定模型箱1的长方体铁块13、支腿14、加固梁15和底座16构成。
为了保证使用效果，所述的煤矿巷道顶板模拟锚杆支护装置，其特征在于，模型箱1放置在固定架2上的四个长方体铁块13形成的卡位上，用螺栓9、螺母10通过固定架2上的螺栓孔11牢固地固定在固定架1上。
所述的上加压板3与侧加压板4的垂直距离两侧各50mm，侧加压板4与模型箱1底部为2mm的小间隙配合。
所述的固定架2垂直高度为1600mm，固定架2上部焊接的长方体铁块13尺寸为长200mm、宽50mm、高100mm，支腿14之间焊接有加固梁15，支腿14底部焊接有底座16，底座16上对称布置有四个螺栓孔11。
本实用新型的使用情况及工作原理是:在实验室进顶板锚杆支护模拟实验时，首先了解需要模拟的顶板岩层组合特征，根据岩层组合特征配比相似模拟材料，然后将夹板8安装在模型箱1上，在模型箱1中逐层铺设相似模拟材料，材料铺设完成后晾置一段时间，待材料强度达到实验要求后，用实验室里的塔吊将模型箱1放置在固定架2上四个长方体铁块13组成的卡位内，再用螺栓9、螺母10固定在固定架2上。然后利用液压泵7为液压油缸5供油，液压缸5再通过上加压板3、侧加压板4对模型箱1里的相似模拟材料提供垂直应力和水平应力，待应力到达要求后，保持应力恒定一直到实验结束。在固定架2的底部放置锚杆钻机，通过模型箱1底部事先设计好的50mm圆孔12往模型里进行钻孔作业，钻孔施工完成后，往钻孔中放入锚固剂，然后放入锚杆搅拌固定，以模拟煤矿井下实际锚杆支护的过程，在此基础上还可以分析锚杆在岩层内部的受力情况，以及锚杆的失效形式，动态的实时监测钻进参数变化，通过钻进参数反映岩层特征，发现顶板岩层中冒顶危险源。
本实用新型结构新颖，操作简单易行，在实验室能较好地模拟巷道顶板的真实受力情况，在此基础上开展锚固孔的施工、锚杆支护、不同岩层组合特征下巷道顶板的破断机理，应力状态对钻进参数的影响等相关的研究实验，得到的结论可以指导煤矿锚杆支护参数的调整，利用煤矿安全生产，是实验室煤矿巷道支护实验装置上的一项创新。
Claims (4)
1.一种煤矿巷道顶板模拟锚杆支护装置，包括模型箱和固定架，其特征在于，模型箱（1）外侧上部中间位置设计有一个210吨的液压油缸（5），侧面分别布置两个140吨的液压油缸（5），液压油缸（5）通过进、回油线路（6）与液压泵（7）连接；可拆卸的夹板（8）通过模型箱外面的螺栓孔（11）用螺栓（9）、螺母（10）固定在模型箱（1）上；模型箱（1）内部的上加压板（3）、侧加压板（4）焊接在液压油缸（5）伸出的活塞杆上；模型箱（1）底部设计有15个直径50mm的圆孔（12）；固定架（2）由固定模型箱（1）的长方体铁块（13）、支腿（14）、加固梁（15）和底座（16）构成。
2.根据权利要求1所述的煤矿巷道顶板模拟锚杆支护装置，其特征在于，所述的模型箱（1）放置在固定架（2）上的四个长方体铁块（13）形成的卡位上，用螺栓（9）、螺母（10）通过固定架（2）上的螺栓孔（11）牢固地固定在固定架（2）上。
3.根据权利要求1所述的煤矿巷道顶板模拟锚杆支护装置，其特征在于，所述的上加压板（3）与侧加压板（4）的垂直距离两侧各50mm，侧加压板（4）与模型箱（1）底部为2mm的小间隙配合。
4.根据权利要求1所述的煤矿巷道顶板模拟锚杆支护装置，其特征在于，所述的固定架（2）垂直高度为1600mm，固定架（2）上部焊接的长方体铁块（13）尺寸为长200mm、宽50mm、高100mm，支腿（14）之间焊接有加固梁（15），支腿（14）底部焊接有底座（16），底座（16）上对称布置有四个螺栓孔（11）。
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