本實(shí)用新型涉及一種實(shí)驗(yàn)設(shè)備，尤其是涉及一種頂煤放出散體流模擬實(shí)驗(yàn)架。

背景技術(shù)：

放頂煤采煤法是在開(kāi)采厚煤層時(shí)，沿煤層的底板或煤層某一厚度范圍內(nèi)的底部布置一個(gè)采高為2m～3m的采煤工作面，用綜合機(jī)械化方式進(jìn)行回采，利用礦山壓力的作用或輔以松動(dòng)爆破等方法，使頂煤破碎成散體后，由支架后方或上方的“放煤窗口”放出，并由刮板運(yùn)輸機(jī)運(yùn)出工作面。放頂煤開(kāi)采“以放為主，以采促放”。放頂煤開(kāi)采過(guò)程中，頂煤的破碎和放出是關(guān)鍵技術(shù)之一，且頂煤的破壞與開(kāi)采過(guò)程與圍巖破壞活動(dòng)規(guī)律有關(guān)。頂煤放出過(guò)程是放頂煤開(kāi)采領(lǐng)域的重要研究?jī)?nèi)容。但目前，沒(méi)有一個(gè)統(tǒng)一、標(biāo)準(zhǔn)且能對(duì)放頂煤開(kāi)采過(guò)程中頂煤放出后的散體流動(dòng)過(guò)程進(jìn)行有效模擬的頂煤放出散體流模擬裝置，因而在實(shí)驗(yàn)室對(duì)頂煤放出后形成的散體流(即頂煤放出散體流)進(jìn)行模擬時(shí)，不可避免地存在使用操作不便、費(fèi)工費(fèi)時(shí)、模擬效果較差等缺陷。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種頂煤放出散體流模擬實(shí)驗(yàn)架，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、設(shè)計(jì)合理且加工制作及使用操作簡(jiǎn)便、使用效果好，能簡(jiǎn)便、快速完成頂煤放出散體流模擬過(guò)程，并且模擬效果好。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是：一種頂煤放出散體流模擬實(shí)驗(yàn)架，其特征在于：包括豎向支撐架、安裝在所述豎向支撐架前后兩側(cè)的外擋板、對(duì)煤層頂板進(jìn)行模擬的頂板模擬板、位于頂板模擬板右側(cè)且對(duì)煤層底板進(jìn)行模擬的底板模擬板、對(duì)待放出頂煤進(jìn)行模擬的頂煤模擬煤層、對(duì)位于所述待放出頂煤上方的巖層進(jìn)行模擬的模擬巖層和對(duì)用于支撐所述待放出頂板的液壓支架進(jìn)行模擬且能進(jìn)行左右平移的支架模擬板，兩個(gè)所述外擋板均呈豎直向布設(shè)且二者均為透明平板；所述豎向支撐架包括水平底座以及分別支撐于水平底座左右兩側(cè)上方的左側(cè)立柱和右側(cè)立柱，所述水平底座、左側(cè)立柱和右側(cè)立柱均布設(shè)于同一豎直面上；兩個(gè)所述外擋板的左側(cè)均通過(guò)一列左側(cè)固定螺栓固定在左側(cè)立柱上，所述左側(cè)立柱上開(kāi)有多個(gè)分別供左側(cè)固定螺栓安裝的左側(cè)螺栓安裝孔；兩個(gè)所述外擋板的右側(cè)均通過(guò)一列右側(cè)固定螺栓固定在右側(cè)立柱上，所述右側(cè)立柱上開(kāi)有多個(gè)分別供右側(cè)固定螺栓安裝的右側(cè)螺栓安裝孔；所述左側(cè)立柱、右側(cè)立柱、頂板模擬板、底板模擬板和支架模擬板均位于兩個(gè)所述外擋板之間；所述頂板模擬板與底板模擬板呈平行布設(shè)，所述頂煤模擬煤層和模擬巖層均位于頂板模擬板和底板模擬板之間；所述支架模擬板呈水平布設(shè)且其左右兩側(cè)分別插裝在左側(cè)立柱和右側(cè)立柱上，所述左側(cè)立柱和右側(cè)立柱的下部均開(kāi)有供支架模擬板插裝的水平插孔；所述左側(cè)立柱上裝有一個(gè)對(duì)頂板模擬板進(jìn)行固定的頂板固定桿，所述頂板固定桿的左右兩端分別與左側(cè)立柱和頂板模擬板連接；所述右側(cè)立柱上裝有一個(gè)對(duì)底板模擬板進(jìn)行固定的底板固定桿，所述底板固定桿的左右兩端分別與底板模擬板和右側(cè)立柱連接。

上述一種頂煤放出散體流模擬實(shí)驗(yàn)架，其特征是：多個(gè)所述左側(cè)螺栓安裝孔和多個(gè)所述右側(cè)螺栓安裝孔呈對(duì)稱(chēng)布設(shè)，多個(gè)所述左側(cè)螺栓安裝孔由上至下布設(shè)在同一豎直面上且其呈均勻布設(shè)。

上述一種頂煤放出散體流模擬實(shí)驗(yàn)架，其特征是：所述水平底座、左側(cè)立柱和右側(cè)立柱均為矩形鋼管，所述左側(cè)立柱和右側(cè)立柱呈對(duì)稱(chēng)布設(shè)，兩個(gè)所述外擋板呈對(duì)稱(chēng)布設(shè)。

上述一種頂煤放出散體流模擬實(shí)驗(yàn)架，其特征是：兩個(gè)所述外擋板分別為安裝在所述豎向支撐架前后兩側(cè)的前側(cè)擋板和后側(cè)擋板，所述左側(cè)立柱和右側(cè)立柱的前側(cè)壁均與所述前側(cè)擋板的內(nèi)側(cè)壁緊貼，所述左側(cè)立柱和右側(cè)立柱的后側(cè)壁均與所述后側(cè)擋板的內(nèi)側(cè)壁緊貼；所述支架模擬板的前側(cè)壁與所述前側(cè)擋板的內(nèi)側(cè)壁緊貼，且支架模擬板的后側(cè)壁與所述后側(cè)擋板的內(nèi)側(cè)壁緊貼。

上述一種頂煤放出散體流模擬實(shí)驗(yàn)架，其特征是：所述支架模擬板由一塊長(zhǎng)條形鋼板彎曲而成，所述支架模擬板由左至右分為左側(cè)模擬板節(jié)段、中部模擬板節(jié)段和右側(cè)模擬板節(jié)段，所述左側(cè)模擬板節(jié)段和右側(cè)模擬板節(jié)段均呈水平布設(shè)，且左側(cè)模擬板節(jié)段的高度低于右側(cè)模擬板節(jié)段的高度，所述左側(cè)模擬板節(jié)段的底面高度高于外擋板的底部高度；所述中部模擬板節(jié)段與頂板模擬板呈平行布設(shè)。

上述一種頂煤放出散體流模擬實(shí)驗(yàn)架，其特征是：兩個(gè)所述外擋板均為矩形平板且二者均為有機(jī)玻璃板。

上述一種頂煤放出散體流模擬實(shí)驗(yàn)架，其特征是：所述水平底座的長(zhǎng)度為1m～1.2m，所述左側(cè)立柱和右側(cè)立柱的高度均為8m～10m，所述外擋板的高度為5m～7m。

上述一種頂煤放出散體流模擬實(shí)驗(yàn)架，其特征是：所述頂板固定桿和底板固定桿的結(jié)構(gòu)相同；

所述頂板固定桿包括第一水平固定桿和安裝在所述第一水平固定桿上的第一限位螺母，所述第一水平固定桿為水平螺桿；所述左側(cè)立柱上開(kāi)有一個(gè)供所述第一水平固定桿安裝的左側(cè)安裝孔，所述第一限位螺母位于左側(cè)立柱右側(cè)；所述頂板模擬板的外側(cè)壁上設(shè)置有一個(gè)供所述第一水平固定桿右端卡裝的第一卡套；

所述底板固定桿包括第二水平固定桿和安裝在所述第二水平固定桿上的第二限位螺母，所述第二水平固定桿為水平螺桿；所述右側(cè)立柱上開(kāi)有一個(gè)供所述第二水平固定桿安裝的右側(cè)安裝孔，所述第二限位螺母位于右側(cè)立柱左側(cè)；所述底板模擬板的外側(cè)壁上設(shè)置有一個(gè)供所述第二水平固定桿右端卡裝的第二卡套。

本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、設(shè)計(jì)合理且加工制作簡(jiǎn)便，投入成本較低。

2、體積小、占用空間小且移動(dòng)簡(jiǎn)便。

3、裝架簡(jiǎn)便，將支架模擬板水平向左平推并使頂板模擬板和底板模擬板均支撐于支架模擬板的左側(cè)模擬板節(jié)段上后，根據(jù)所模擬煤層的傾角對(duì)頂板模擬板和底板模擬板的傾斜角度分別進(jìn)行調(diào)整，再將頂煤模擬煤層和模擬巖層裝入頂板模擬板和底板模擬板之間，并使頂煤模擬煤層支撐于左側(cè)模擬板節(jié)段上即可，省工省時(shí)。

4、使用操作簡(jiǎn)便且使用效果好、實(shí)用價(jià)值高，能簡(jiǎn)便、快速完成頂煤放出散體流模擬過(guò)程，并能實(shí)現(xiàn)不同傾角煤層的頂煤放出散體流模擬過(guò)程，并且模擬效果直觀(guān)。

綜上所述，本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、設(shè)計(jì)合理且加工制作及使用操作簡(jiǎn)便、使用效果好，能簡(jiǎn)便、快速完成頂煤放出散體流模擬過(guò)程，并且模擬效果好。

下面通過(guò)附圖和實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本實(shí)用新型豎向支撐架和外擋板的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為本實(shí)用新型豎向支撐架、頂板模擬板、底板模擬板、支架模擬板、頂煤模擬煤層和模擬巖層的結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖標(biāo)記說(shuō)明:

1—外擋板； 2—頂板模擬板； 3—底板模擬板；

4—頂煤模擬煤層； 5—模擬巖層； 6—水平底座；

7—左側(cè)立柱； 8—右側(cè)立柱； 9—左側(cè)固定螺栓；

10—右側(cè)固定螺栓； 11—支架模擬板；

11-1—左側(cè)模擬板節(jié)段； 11-2—中部模擬板節(jié)段；

11-3—右側(cè)模擬板節(jié)段； 12—頂板固定桿； 13—底板固定桿；

14—第一卡套； 15—第二卡套。

具體實(shí)施方式

如圖1、圖2及圖3所示，本實(shí)用新型包括豎向支撐架、安裝在所述豎向支撐架前后兩側(cè)的外擋板1、對(duì)煤層頂板進(jìn)行模擬的頂板模擬板2、位于頂板模擬板2右側(cè)且對(duì)煤層底板進(jìn)行模擬的底板模擬板3、對(duì)待放出頂煤進(jìn)行模擬的頂煤模擬煤層4、對(duì)位于所述待放出頂煤上方的巖層進(jìn)行模擬的模擬巖層5和對(duì)用于支撐所述待放出頂板的液壓支架進(jìn)行模擬且能進(jìn)行左右平移的支架模擬板11，兩個(gè)所述外擋板1均呈豎直向布設(shè)且二者均為透明平板；所述豎向支撐架包括水平底座6以及分別支撐于水平底座6左右兩側(cè)上方的左側(cè)立柱7和右側(cè)立柱8，所述水平底座6、左側(cè)立柱7和右側(cè)立柱8均布設(shè)于同一豎直面上；兩個(gè)所述外擋板1的左側(cè)均通過(guò)一列左側(cè)固定螺栓9固定在左側(cè)立柱7上，所述左側(cè)立柱7上開(kāi)有多個(gè)分別供左側(cè)固定螺栓9安裝的左側(cè)螺栓安裝孔；兩個(gè)所述外擋板1的右側(cè)均通過(guò)一列右側(cè)固定螺栓10固定在右側(cè)立柱8上，所述右側(cè)立柱8上開(kāi)有多個(gè)分別供右側(cè)固定螺栓10安裝的右側(cè)螺栓安裝孔；所述左側(cè)立柱7、右側(cè)立柱8、頂板模擬板2、底板模擬板3和支架模擬板11均位于兩個(gè)所述外擋板1之間；所述頂板模擬板2與底板模擬板3呈平行布設(shè)，所述頂煤模擬煤層4和模擬巖層5均位于頂板模擬板2和底板模擬板3之間；所述支架模擬板11呈水平布設(shè)且其左右兩側(cè)分別插裝在左側(cè)立柱7和右側(cè)立柱8上，所述左側(cè)立柱7和右側(cè)立柱8的下部均開(kāi)有供支架模擬板11插裝的水平插孔；所述左側(cè)立柱7上裝有一個(gè)對(duì)頂板模擬板2進(jìn)行固定的頂板固定桿12，所述頂板固定桿12的左右兩端分別與左側(cè)立柱7和頂板模擬板2連接；所述右側(cè)立柱8上裝有一個(gè)對(duì)底板模擬板3進(jìn)行固定的底板固定桿13，所述底板固定桿13的左右兩端分別與底板模擬板3和右側(cè)立柱8連接。

本實(shí)施例中，多個(gè)所述左側(cè)螺栓安裝孔和多個(gè)所述右側(cè)螺栓安裝孔呈對(duì)稱(chēng)布設(shè)，多個(gè)所述左側(cè)螺栓安裝孔由上至下布設(shè)在同一豎直面上且其呈均勻布設(shè)。

并且，多個(gè)所述左側(cè)螺栓安裝孔均位于左側(cè)立柱7的豎向中心線(xiàn)上，且多個(gè)所述右側(cè)螺栓安裝孔均位于右側(cè)立柱8的豎向中心線(xiàn)上。

本實(shí)施例中，所述水平底座6、左側(cè)立柱7和右側(cè)立柱8均為矩形鋼管，所述左側(cè)立柱7和右側(cè)立柱8呈對(duì)稱(chēng)布設(shè)，兩個(gè)所述外擋板1呈對(duì)稱(chēng)布設(shè)。

實(shí)際加工時(shí)，所述水平底座1與左側(cè)立柱7和右側(cè)立柱8之間均以焊接方式進(jìn)行固定。

本實(shí)施例中，兩個(gè)所述外擋板1分別為安裝在所述豎向支撐架前后兩側(cè)的前側(cè)擋板和后側(cè)擋板，所述左側(cè)立柱7和右側(cè)立柱8的前側(cè)壁均與所述前側(cè)擋板的內(nèi)側(cè)壁緊貼，所述左側(cè)立柱7和右側(cè)立柱8的后側(cè)壁均與所述后側(cè)擋板的內(nèi)側(cè)壁緊貼；所述支架模擬板11的前側(cè)壁與所述前側(cè)擋板的內(nèi)側(cè)壁緊貼，且支架模擬板11的后側(cè)壁與所述后側(cè)擋板的內(nèi)側(cè)壁緊貼。

實(shí)際加工時(shí)，所述支架模擬板11由一塊長(zhǎng)條形鋼板彎曲而成，所述支架模擬板11由左至右分為左側(cè)模擬板節(jié)段11-1、中部模擬板節(jié)段11-2和右側(cè)模擬板節(jié)段11-3，所述左側(cè)模擬板節(jié)段11-1和右側(cè)模擬板節(jié)段11-3均呈水平布設(shè)，且左側(cè)模擬板節(jié)段11-1的高度低于右側(cè)模擬板節(jié)段11-3的高度，所述左側(cè)模擬板節(jié)段11-1的底面高度高于外擋板1的底部高度；所述中部模擬板節(jié)段11-2與頂板模擬板2呈平行布設(shè)。

本實(shí)施例中，兩個(gè)所述外擋板1均為矩形平板且二者均為有機(jī)玻璃板。

并且，為便于對(duì)頂煤模擬煤層4的位移進(jìn)行簡(jiǎn)便、直觀(guān)觀(guān)測(cè)，在兩個(gè)所述外擋板1上繪制有網(wǎng)格。

本實(shí)施例中，所述水平底座6的長(zhǎng)度為1m～1.2m，所述左側(cè)立柱7和右側(cè)立柱8的高度均為8m～10m，所述外擋板1的高度為5m～7m。

實(shí)際加工時(shí)，可根據(jù)具體需要，對(duì)水平底座6的長(zhǎng)度以及左側(cè)立柱7、右側(cè)立柱8和外擋板1的高度分別進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整。

本實(shí)施例中，所述頂板固定桿12和底板固定桿13的結(jié)構(gòu)相同；

所述頂板固定桿12包括第一水平固定桿和安裝在所述第一水平固定桿上的第一限位螺母，所述第一水平固定桿為水平螺桿；所述左側(cè)立柱7上開(kāi)有一個(gè)供所述第一水平固定桿安裝的左側(cè)安裝孔，所述第一限位螺母位于左側(cè)立柱7右側(cè)；所述頂板模擬板2的外側(cè)壁上設(shè)置有一個(gè)供所述第一水平固定桿右端卡裝的第一卡套14；

所述底板固定桿13包括第二水平固定桿和安裝在所述第二水平固定桿上的第二限位螺母，所述第二水平固定桿為水平螺桿；所述右側(cè)立柱8上開(kāi)有一個(gè)供所述第二水平固定桿安裝的右側(cè)安裝孔，所述第二限位螺母位于右側(cè)立柱8左側(cè)；所述底板模擬板3的外側(cè)壁上設(shè)置有一個(gè)供所述第二水平固定桿右端卡裝的第二卡套15。

本實(shí)施例中，相鄰兩個(gè)所述左側(cè)螺栓安裝孔之間的間距為10cm。

本實(shí)施例中，所述支架模擬板11的板厚為10cm。

實(shí)際加工時(shí)，可根據(jù)具體需要，對(duì)相鄰兩個(gè)所述左側(cè)螺栓安裝孔之間的間距和支架模擬板11的板厚進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整。

實(shí)際使用時(shí)，先將支架模擬板11水平向左平推，并使頂板模擬板2和底板模擬板3均支撐于支架模擬板11的左側(cè)模擬板節(jié)段11-1上；再根據(jù)所模擬煤層的傾角對(duì)頂板模擬板2和底板模擬板3的傾斜角度分別進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整，并通過(guò)頂板固定桿12對(duì)頂板模擬板2進(jìn)行固定，且通過(guò)底板固定桿13對(duì)底板模擬板3進(jìn)行固定；之后，將預(yù)先加工好的頂煤模擬煤層4和模擬巖層5均夾持于頂板模擬板2和底板模擬板3之間，并使頂煤模擬煤層4支撐于左側(cè)模擬板節(jié)段11-1上，且模擬巖層5位于頂煤模擬煤層4上方；然后，將支架模擬板11水平向右平推，直至將左側(cè)模擬板節(jié)段11-1向右平移至底板模擬板3右側(cè)。所述頂煤模擬煤層4為對(duì)頂煤破碎后成散體的煤層進(jìn)行模擬的模擬煤層。所述支架模擬板11水平向右平推過(guò)程中，所述頂煤模擬煤層4逐漸失去支架模擬板11的支撐作用，通過(guò)外擋板1能清楚、直觀(guān)對(duì)頂煤模擬煤層4的頂煤放出過(guò)程進(jìn)行觀(guān)測(cè)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)放頂煤開(kāi)采過(guò)程中頂煤放出后的散體流動(dòng)過(guò)程進(jìn)行有效模擬。

以上所述，僅是本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，并非對(duì)本實(shí)用新型作任何限制，凡是根據(jù)本實(shí)用新型技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、變更以及等效結(jié)構(gòu)變化，均仍屬于本實(shí)用新型技術(shù)方案的保護(hù)范圍內(nèi)。