一種巷道沖擊地壓模擬裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種沖擊地壓模擬裝置，尤其是一種適用于模擬煤層巷道沖擊地壓的模擬裝置。
【背景技術】
[0002]隨著開采深度的增加，煤礦沖擊地壓發生頻次不斷增加，給煤礦安全生產帶來較大威脅。沖擊地壓發生過程短暫，破壞性大，現場看到的是沖擊破壞后現象，難以觀察到現場沖擊地壓發生過程。經調研，沖擊地壓多發生于巷道內。模擬沖擊地壓發生過程是研究沖擊地壓發生機理及防治技術的基礎。鑒于此，有必要設計一種巷道沖擊地壓模擬裝置。
【發明內容】
[0003]本實用新型的目的是克服已有技術中的不足之處，提供一種結構簡單、操作方便、模擬效果好的巷道沖擊地壓模擬裝置。
[0004]為實現上述目的，本實用新型的巷道沖擊地壓模擬裝置，包括模擬架、依次設在模擬架體內的模擬底板、模擬煤層和模擬頂板，所述的模擬架包括底座、設在底座左右兩側的側幫板和頂梁；所述的模擬煤層中設有模擬巷道的沖擊體，沖擊體的兩側對稱設有蓄能裝置和與蓄能裝置相連的加長螺栓，所述模擬巷道的前后兩側設有透明的有機玻璃板，有機玻璃板左右兩端分別經螺栓與模擬架兩側的側幫板固定相連；所述的模擬頂板上設有頂承壓板，頂承壓板上設有加壓液壓缸。
[0005]所述側幫板上下端頭焊接有將側幫板螺栓固定在底座和頂梁上的鏈接角鋼。
[0006]所述的側幫板、底座、頂梁均為Q235型槽鋼。
[0007]所述的蓄能裝置包括固定在沖擊體上的導向套和與導向套相連的彈簧。
[0008]所述的有機玻璃板采用能夠承受30Mpa以上抗壓強度的有機玻璃板。
[0009]所述的模擬煤層為用橡制成的條狀或塊狀。
[0010]所述的沖擊體為由石膏做成的脆性薄板。
[0011]有益效果:本實用新型適用于巷道沖擊地壓現象發生的模擬。通過在側幫板上下端頭焊接上鏈接角鋼，將側幫板通過螺栓固定在底座和頂梁上，用高強度的有機玻璃板通過螺栓鉸接固定在側幫板上，側幫板、底座、頂梁均采用高強度槽鋼，通過液壓控制系統緩慢施加靜載荷過程中，蓄能裝置將集聚能力，同時將應力和能量傳遞給沖擊體，當沖擊體達到破壞強度極限時，沖擊體將破壞、沖出原有位置。與現有技術相比，主要優點有:
[0012]可以直觀模擬顯示煤礦巷道周圍煤巖體的沖擊地壓現象，可替換試樣，重復試驗。試樣發生沖擊破壞時，飛濺的碎塊由高強度有機璃板阻擋，確保實驗過程的安全性，同時可以通過透明玻璃板觀察、記錄實驗過程，可以廣泛用于在采礦工程學科的教學和科研中。
【附圖說明】
[0013]圖1是本實用新型的結構示意圖；
[0014]圖2是本實用新型的A—A剖面圖。
[0015]圖中:1一模擬巷道，2—模擬煤層，3—沖擊體，4一頂承壓板，5—液壓缸，6—模擬底板，7—底座，8—頂梁，9一側幫板，10—模擬頂板，11 一蓄能裝置，12—加長螺栓，13—螺母，14一透明有機玻璃板，15—螺栓，16—鏈接角鋼。
【具體實施方式】
[0016]下面結合附圖對本實用新型的一個實施例作進一步的描述:
[0017]本實用新型的巷道沖擊地壓模擬裝置，主要由模擬架、依次設在模擬架體內的模擬底板6、模擬煤層2和模擬頂板10構成，所述的模擬架包括底座7、設在底座7左右兩側的側幫板9和頂梁8 ;所述側幫板9上下端頭焊接有將側幫板9螺栓固定在底座7和頂梁8上的鏈接角鋼16 ;所述的側幫板9、底座7、頂梁8均采用Q235型槽鋼。所述的模擬煤層2中設有模擬巷道I的沖擊體3，所述的沖擊體3采用由石膏做成的脆性薄板。沖擊體3的兩側對稱設有蓄能裝置11和與蓄能裝置11相連的加長螺栓12，所述的蓄能裝置11包括固定在沖擊體3上的導向套和與導向套相連的彈簧。所述模擬巷道I的前后兩側設有透明的有機玻璃板14，所述的有機玻璃板14采用能夠承受30Mpa以上抗壓強度的有機玻璃板。有機玻璃板14左右兩端邊界分別設有兩排螺栓孔，模擬架兩側設有帶螺栓孔的側幫板9，側幫板9經螺栓15與有機玻璃板14連為一體，有機玻璃板14左右兩端分別經螺栓與模擬架兩側的側幫板9固定相連；所述的模擬頂板10上設有頂承壓板4，頂承壓板4上設有加壓液壓缸5。所述的模擬頂板10采用石灰、砂子、水泥混合膠結制成。所述的模擬煤層2為用橡膠條制成的條狀或塊狀。模擬架的頂部安裝有頂梁8。
[0018]工作過程:
[0019]I)在側幫板9上下端頭焊接上鏈接角鋼16，將側幫板9通過螺栓15固定在底座7和頂梁8上，透明有機玻璃板14通過螺栓15鉸接固定在側幫板9上，側幫板9、底座7、頂梁8均為Q235型槽鋼，以上部件組成基本的模擬架。
[0020]2)在底座7上側、側幫板9內側由下往上依次鋪設模擬底板6、模擬煤層2、模擬頂板10 ;在模擬煤層2鋪設過程中預留出巷道I的空間，在巷道I的兩側安裝沖擊體3。
[0021]3)模擬底板6、模擬頂板10 —般可有石灰、砂子、水泥等膠結制成；模擬煤層2 —般可由橡膠做成條狀或塊狀；沖擊體3 —般可由石膏等做成脆性薄板。
[0022]4)在側幫板9上鉆一圓孔，在圓孔外側焊接螺母13，加長螺栓12可以通過螺母13擰進、擰出；在加長螺栓12和沖擊體3之間安裝蓄能裝置11 (一般由可重復利用的彈簧構成)。
[0023]5)在模擬頂板10上部安裝頂承壓板4，頂承壓板4上安裝液壓缸5 ;
[0024]6)通過擰進加長螺栓12使蓄能裝置11存儲一定的能量，通過液壓控制系統給液壓油缸5加壓，模擬地層中的垂直應力，由于側幫板9的位移限制從而能夠在地層中產生水平應力；
[0025]7)液壓控制系統緩慢施加靜載荷過程中，蓄能裝置11將集聚能力，同時將應力和能量傳遞給沖擊體3，當沖擊體3達到破壞強度極限時，沖擊體3將破壞、沖出原有位置。
[0026]上述各實施例僅用于說明本實用新型，其中各部件的結構、連接方式、材料和制作工藝等都是可以有所變化的，凡是在本實用新型技術方案的基礎上進行的等同變換和改進，均不應排除在本實用新型的保護范圍之外。
【主權項】
1.一種巷道沖擊地壓模擬裝置，其特征在于:它包括模擬架、依次設在模擬架體內的模擬底板(6 )、模擬煤層(2 )和模擬頂板(10 )，所述的模擬架包括底座(7 )、設在底座(7 )左右兩側的側幫板(9)和頂梁(8);所述的模擬煤層(2)中設有模擬巷道(I)的沖擊體(3)，沖擊體(3)的兩側對稱設有蓄能裝置(11)和與蓄能裝置(11)相連的加長螺栓(12)，所述模擬巷道(I)的前后兩側設有透明的有機玻璃板(14)，有機玻璃板(14)左右兩端分別經螺栓與模擬架兩側的側幫板(9)固定相連；所述的模擬頂板(10)上設有頂承壓板(4)，頂承壓板(4)上設有加壓液壓缸(5)。2.根據權利要求1所述的一種巷道沖擊地壓模擬裝置，其特征在于:所述側幫板(9)上下端頭焊接有將側幫板(9)螺栓固定在底座(7)和頂梁(8)上的鏈接角鋼(16)。3.根據權利要求2所述的一種巷道沖擊地壓模擬裝置，其特征在于:所述的側幫板(9)、底座(7)、頂梁(8)均為Q235型槽鋼。4.根據權利要求1所述的一種巷道沖擊地壓模擬裝置，其特征在于:所述的蓄能裝置(11)包括固定在沖擊體(3)上的導向套和與導向套相連的彈簧。5.根據權利要求1所述的一種巷道沖擊地壓模擬裝置，其特征在于:所述的有機玻璃板(14)采用能夠承受30Mpa以上抗壓強度的有機玻璃板。6.根據權利要求1所述的一種巷道沖擊地壓模擬裝置，其特征在于:所述的模擬煤層(2)為用橡膠制成的條狀或塊狀。7.根據權利要求1所述的一種巷道沖擊地壓模擬裝置，其特征在于:所述的沖擊體(3)為由石膏做成的脆性薄板。
【專利摘要】一種巷道沖擊地壓模擬裝置，適用于巷道沖擊地壓現象發生的模擬。它包括模擬架、依次設在模擬架內的模擬底板、模擬煤層和模擬頂板，模擬煤層中設有模擬巷道兩幫煤(巖)體的沖擊體，沖擊體的兩側對稱設有蓄能裝置和與蓄能裝置相連的加長螺栓，模擬架的前后兩側設有透明有機玻璃板，有機玻璃板兩側邊界設有螺栓孔，上下端的有機玻璃板兩側分別設有固定加長螺栓的側幫板，側幫板上下兩端經螺栓與上下端的有機玻璃板連為一體；模擬頂板上設有頂承壓板，頂承壓板上設有液壓缸，所述模擬架的頂部設有頂梁。可以直觀模擬顯示煤礦巷道周圍煤巖體的沖擊地壓現象，并通過透明玻璃板觀察、記錄實驗過程，可替換試樣，重復試驗。
【IPC分類】G01N3/307
【公開號】CN204789189
【申請號】CN201520319463
【發明人】劉金海, 高林生
【申請人】華北科技學院
【公開日】2015年11月18日
【申請日】2015年5月18日