專利名稱:雙傾斜可視化頂煤放出規律二維模擬實驗臺的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種雙傾斜可視化頂煤放出規律二維模擬實驗臺，利用長條形角鋼及有機玻璃插槽將有機玻璃框固定于基座上部，放煤支架置于放煤支架放置槽內，放煤盒置于放煤槽內，進行放頂煤實驗時按要求將頂煤模擬介質、頂煤模擬標志點、矸石模擬介質置于以放煤支架為底的有機玻璃框內，調整液壓千斤頂，通過手拉拉環帶動可伸縮尾梁移動實現不同煤層傾角下,不同放煤順序的放煤，落入放煤盒內的頂煤經放煤盒移出實驗臺，同時可通過有機玻璃框觀察頂煤模擬介質移動情況，得出不同煤層傾角不同放煤方式下頂煤放出規律及殘煤率，達到高效模擬工作面頂煤放出實況，快速精確得出頂煤放出規律、指導傾斜工作面減少殘煤率、優化放煤參數的目的。
【專利說明】雙傾斜可視化頂煤放出規律二維模擬實驗臺
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于礦山技術工程領域，特別涉及一種雙傾斜可視化頂煤放出規律二維模擬實驗臺。
【背景技術】
[0002]我國是采煤大國，隨著經濟的發展，必將進一步促進煤炭能源的發展。根據我國煤炭開采現狀，東部易采煤炭資源已接近枯竭，為此近年來各大煤炭企業加大了對西部煤炭資源的開采力度。西部煤層多為厚煤層及特厚煤層，適合采用綜采放頂煤開采，為提高煤炭采出率，各院校及煤炭企業運用多種方法及相關設備進行了大量研宄，實踐證明:現在仍沒有易操作雙傾斜可視化分析頂煤放出規律的實驗設備。基于上述情況，迫切需要一種實用性強，可視化操作，使用方便的雙傾斜可視化頂煤放出規律二維模擬實驗臺，達到高效模擬工作面頂煤放出實況，快速精確得出頂煤放出規律、指導傾斜工作面減少殘煤率、優化放煤參數的目的。
實用新型內容
[0003]本實用新型實施例的目的在于提出一種雙傾斜可視化頂煤放出規律二維模擬實驗臺。
[0004]為了實現上述目的，本實用新型采用如下技術方案:
[0005]一種雙傾斜可視化頂煤放出規律二維模擬實驗臺，包括長條形角鋼、有機玻璃框、放煤支架、基座和放煤盒。長條形角鋼對稱性的安裝在基座中部兩側，上部排列有錨固螺孔；有機玻璃框是一個有機玻璃透明罩，內裝有頂煤模擬介質、頂煤模擬標志點和矸石模擬介質；有機玻璃框的前側設有與所述的錨固螺孔相對的錨固孔，有機玻璃框通過錨固孔及銷固螺孔與長條形角鋼相銷固；基座上，在與有機玻璃框的后側相對的位置上開有有機玻璃插槽，有機玻璃框的后側插置于有機玻璃插槽中，固定在基座內；在基座中部設有放煤支架放置槽，放煤支架放置槽上安有放煤支架，放煤支架為一工字型架，頂部一側設置一傾斜的可伸縮尾梁，前有機玻璃框的下部與放煤支架上部平齊；放煤支架放置槽與有機玻璃插槽之間設有一道放煤槽，所述的放煤盒裝于放煤槽中；在基座四角底部設有千斤頂連接槽孔，液壓千斤連于基座四角底部。
[0006]有機玻璃框是由透明的有機玻璃擋板圍成的一個矩形的有機玻璃透明罩；四個側面均通過高強度有機玻璃膠粘結成型。
[0007]長條形角鋼底部帶有彎腳并且鑲嵌于基座內。
[0008]頂煤模擬介質選用物理性質符合要求的材料做成，且為相差不大的非均勻顆粒；頂煤模擬標志點由物理力學參數近似頂煤的材料做成，表面標有具體數字，且為相差不大的非均勻顆粒。
[0009]有機玻璃框后側略長于前側。
[0010]放煤支架在可伸縮尾梁尾部帶有拉環。
[0011]液壓千斤通過銷釘利用千斤頂連接槽孔連于基座四角底部。
[0012]與現有實驗臺相比，本實用新型具有如下優點:
[0013]本實用新型通過透明有機玻璃框對不同煤層傾角不同放煤順序下頂煤模擬介質、頂煤模擬標志點移動實況的觀察，得出不同煤層傾角不同放煤方式下頂煤放出規律及殘煤率，達到高效模擬工作面頂煤放出實況，快速精確得出頂煤放出規律、指導傾斜工作面減少殘煤率、優化放煤參數的目的。本實用新型創造性地運用四面透明的有機玻璃框，利用標記筆在透明有機玻璃表面圈出殘煤區域；創造性地運用固定于基座的四個千斤頂來快速調節所模擬煤層傾角，十分便捷地模擬傾斜、雙傾斜放頂煤工作面頂煤放出規律。
【附圖說明】
[0014]圖1為本實用新型實施例的結構示意圖；
[0015]圖2為圖1的側視示意圖；
[0016]圖3為圖1的俯視不意圖；
[0017]圖4為使用千斤頂的狀態示意圖；
[0018]圖5為放煤支架的示意圖；
[0019]圖6為放煤盒的示意圖。
[0020]圖中:長條形角鋼1，錨固螺孔11、有機玻璃框2、錨固孔21、放煤支架3、可伸縮尾梁31、拉環32、基座4、千斤頂連接槽孔41、放煤支架放置槽42、放煤槽43、有機玻璃插槽44、液壓千斤頂5、頂煤模擬介質6、頂煤模擬標志點61、矸石模擬介質62、放煤盒7。
【具體實施方式】
[0021]結合圖1-圖3所示，本實用新型雙傾斜可視化頂煤放出規律二維模擬實驗臺，由長條形角鋼1、錨固螺孔11、有機玻璃框2、錨固孔21、放煤支架3、可伸縮尾梁31、拉環32、基座4、千斤頂連接槽孔41、放煤支架放置槽42、放煤槽43、放煤盒7、有機玻璃插槽44、液壓千斤頂5、頂煤模擬介質6、頂煤模擬標志點61、矸石模擬介質62、放煤盒7組成。
[0022]長條形角鋼I對稱性的安裝在所述基座4中部兩側，其底部帶有彎腳，以增強安裝在基座4中的牢固程度。長條形角鋼I由高強度不銹鋼加工而成，上部排列有錨固螺孔11。有機玻璃框2是由透明的有機玻璃擋板圍成的一個矩形的有機玻璃透明罩，四個側面均由高強度透明有機玻璃通過高強度有機玻璃膠粘結成型。有機玻璃框2內裝有頂煤模擬介質6、頂煤模擬標志點61和矸石模擬介質62。頂煤模擬介質根據所模擬具體頂煤物理性質，選用物理性質符合要求的材料做成，且為相差不大的非均勻顆粒。頂煤模擬標志點由物理力學參數近似頂煤的材料做成，表面標有具體數字，且為相差不大的非均勻顆粒。有機玻璃框2的前側設有與所述的錨固螺孔11相對的錨固孔21，有機玻璃框2通過錨固孔21及錨固螺孔11與長條形角鋼I相銷固。基座4上，在與有機玻璃框2的后側相對的位置上開有有機玻璃插槽44，有機玻璃框2的后側插置于有機玻璃插槽44中，從而固定在基座4內。有機玻璃框2后側略長于前側，有機玻璃框2利用前側和后側的上述結構方式，被牢牢地固定在基座4上。在基座4中部設有放煤支架放置槽42，放煤支架放置槽42上安有放煤支架3，放煤支架3的結構參見圖5，放煤支架3由厚鋼做成，為一工字型架，頂部一側設置一傾斜的可伸縮尾梁31，在可伸縮尾梁31尾部帶有拉環32。有機玻璃框2的下部與放煤支架上部平齊。放煤支架放置槽42與有機玻璃插槽44之間設有一道貫穿基座4左右的放煤槽43。放煤盒7為一直形槽，裝于放煤槽43中(見圖6所示)。在基座4四角底部設有千斤頂連接槽孔41，液壓千斤5通過銷釘利用千斤頂連接槽孔41連于基座4四角底部。
[0023]當雙傾斜可視化頂煤放出規律二維模擬實驗臺組合完成后，進行放頂煤實驗時，調整液壓千斤頂5至實驗臺達到煤層要求傾斜角度，通過手拉拉環32帶動可伸縮尾梁31移動放出頂煤，從放煤盒中看到有矸石模擬介質62流出時再通過手拉拉環32帶動可伸縮尾梁31完成關門工序，當按照模擬要求完成所有放煤工序時，利用標記筆在有機玻璃框2后側，圈出殘煤面積，根據不同傾角不同放煤方式得到的殘煤面積，可以得出優化放煤的方案，通過放出的頂煤標志點可以最終得出頂煤放出規律，其工作狀態如圖4所示。
[0024]其實驗步驟大致如下:
[0025]a、拼接實驗臺配件完成實驗臺組裝；
[0026]b、將實驗臺放置水平地面并保證具有一定的實驗空間；
[0027]C、將頂煤模擬介質6、頂煤模擬標志點61、矸石模擬介質62按實驗要求置于以放煤支架3為底的有機玻璃框2內；
[0028]d、調整液壓千斤頂5至實驗要求模擬的煤層傾角；
[0029]e、按實驗設計的放煤順序通過手拉拉環32依次帶動相關可伸縮尾梁31移動將頂煤放入放煤盒7內，并通過放煤盒7將放出的頂煤移出實驗臺，當觀察到放煤盒內有矸石模擬介質62放出時則再次通過手拉拉環32依次帶動相關可伸縮尾梁31使其完成關門工序結束單個放煤支架3放煤工序；
[0030]f、當結束所有架次放煤工序后，拿黑色標記筆在透明有機玻璃框2后側部分將殘煤面積圈出，對比不同放煤傾角和放煤順序下的殘煤面積，得出殘煤率與傾角和放煤順序的關系最終得到用來指導傾斜工作面放煤過程，優化放煤參數；
[0031]g、分析整理頂煤模擬標志點61放出結果，得出工作面傾斜方向頂煤放出二維規律；
[0032]h、按相反的組裝順序依次拆卸實驗臺，并將各部件置于干燥通風處保存。
[0033]以上說明僅僅為本實用新型的較佳實施例，本實用新型并不限于列舉上述實施例，應當說明的是，任何熟悉本領域的技術人員在本說明書的教導下，所做出的所有等同替換、明顯變形形式，均落在本說明書的實質范圍之內，理應受到本實用新型的保護。
【權利要求】
1.一種雙傾斜可視化頂煤放出規律二維模擬實驗臺，包括長條形角鋼、有機玻璃框、放煤支架、基座和放煤盒，其特征在于: 長條形角鋼對稱性的安裝在基座中部兩側，上部排列有錨固螺孔；有機玻璃框是一個有機玻璃透明罩，內裝有頂煤模擬介質、頂煤模擬標志點和矸石模擬介質；有機玻璃框的前側設有與所述的錨固螺孔相對的錨固孔，有機玻璃框通過錨固孔及錨固螺孔與長條形角鋼相銷固；基座上，在與有機玻璃框的后側相對的位置上開有有機玻璃插槽，有機玻璃框的后側插置于有機玻璃插槽中，固定在基座內；在基座中部設有放煤支架放置槽，放煤支架放置槽上安有放煤支架，放煤支架為一工字型架，頂部一側設置一傾斜的可伸縮尾梁，前有機玻璃框的下部與放煤支架上部平齊；放煤支架放置槽與有機玻璃插槽之間設有一道放煤槽，所述的放煤盒裝于放煤槽中；在基座四角底部設有千斤頂連接槽孔，液壓千斤連于基座四角底部。2.根據權利要求1所述的實驗臺，其特征在于:有機玻璃框是由透明的有機玻璃擋板圍成的一個矩形的有機玻璃透明罩；四個側面均通過有機玻璃膠粘結成型。3.根據權利要求1所述的實驗臺，其特征在于:長條形角鋼底部帶有彎腳并且鑲嵌于基座內。4.根據權利要求1所述的實驗臺，其特征在于:頂煤模擬介質選用非均勻顆粒；頂煤模擬標志點由物理力學參數近似頂煤的材料做成，表面標有具體數字，且為非均勻顆粒。5.根據權利要求1或2所述的實驗臺，其特征在于:有機玻璃框后側長于前側。6.根據權利要求1所述的實驗臺，其特征在于:放煤支架在可伸縮尾梁尾部帶有拉環。7.根據權利要求1所述的實驗臺，其特征在于:液壓千斤通過銷釘利用千斤頂連接槽孔連于基座四角底部。
【文檔編號】G09B25-02GK204303255SQ201420769109
【發明者】王家臣, 宋正陽, 張通, 張錦旺, 陳祎, 趙光普 [申請人]中國礦業大學(北京)