一種用于監測煤柱垂向壓縮變形量的試驗裝置的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及煤柱變形監測裝置領域，具體的說是一種用于監測煤柱垂向壓縮變形 量的試驗裝置。
【背景技術】
[0002] 近年來，由于監測技術的限制以及設備研發的不足，對于煤柱變形的研究，大多只 將關注點放在對煤柱橫向變形中的相關參數進行觀測，而沒有對煤柱垂向變形開展觀測研 究。這類研究方法具有一定的局限性，不能完全反映煤柱整體變形規律，因此限制了煤柱穩 定性研究的進一步發展。
【發明內容】
[0003] 為解決上述存在的技術問題，本發明提供了一種用于監測煤柱垂向壓縮變形量的 試驗裝置，結構簡單，操作方便，對于煤柱垂向壓縮變形量的測量結果精準可靠，為煤柱垂 向變形研究提供可靠的輔助手段。
[0004] 為達到上述目的，本發明所采用的技術方案是： 一種用于監測煤柱垂向壓縮變形量的試驗裝置，包含有液壓栗、限壓閥、量筒、Y型供液 管道、水平連桿、固定卡死結構、多級液壓缸和錐形鉆頭，所述多級液壓缸垂直放置，所述錐 形鉆頭與多級液壓缸的最后一級柱塞頂部固定連接，所述多級液壓缸除最后一級柱塞外均 設置有固定卡死結構，所述水平連桿固定于多級液壓缸的底部，所述Y型供液管道的三個 端口分別連接多級液壓缸、液壓栗和限壓閥進口端，所述限壓閥出口端與量筒連通。
[0005] 所述Y型供液管道與液壓栗、限壓閥之間分別設置有截止閥門。
[0006] 本發明將錐形鉆頭與多級液壓缸的最后一級柱塞固定為一體，通過液壓栗驅動多 級液壓缸帶動錐形鉆頭對煤柱進行垂向鉆孔，在煤柱橫向變形量監測時，通過測量多級液 壓缸中排出到量筒內的液體體積，間接獲得煤柱垂向變形量，結構簡單，操作快捷，安全性 尚。
【附圖說明】
[0007] 圖1為本發明結構示意圖。
【具體實施方式】
[0008] 下面結合附圖和具體實施例對本發明進行詳細描述： 如圖1所示，該用于監測煤柱垂向壓縮變形量的試驗裝置，包含有液壓栗1、限壓閥2、 量筒3、Y型供液管道4、水平連桿6、固定卡死結構7、多級液壓缸8和錐形鉆頭9,所述多級 液壓缸8垂直放置，所述錐形鉆頭9與多級液壓缸8的最后一級柱塞頂部固定連接，所述多 級液壓缸8除最后一級柱塞外均設置有固定卡死結構7,所述水平連桿6固定于多級液壓缸 8的底部，所述Y型供液管道4的三個端口分別連接多級液壓缸8、液壓栗1和限壓閥2進 口端，所述限壓閥2出口端與量筒3連通。
[0009] 作為優選的方式，所述Y型供液管道4與液壓栗1、限壓閥2之間分別設置有截止 閥門5。
[0010] 本發明的具體操作過程如下： 煤柱垂向鉆孔包括如下步驟： (1) 確定需要監測的煤柱變形位置；采用常規方法鉆設水平鉆孔至指定位置，水平鉆孔 直徑大于多級液壓缸8 (含錐形鉆頭9)最大尺寸； (2) 通過水平連桿6將多級液壓缸8 (含錐形鉆頭9)及Y型供液管道4推入水平鉆孔 內，當多級液壓缸8到達鉆設垂向鉆孔的指定位置后，停止推進； (3) 打開Y型供液管道4與液壓栗1之間的截止閥門，關閉Y型供液管道4與限壓閥2 之間的截止閥門，啟動液壓栗1，向多級液壓缸8內注入高壓液體； (4) 多級液壓缸8在液壓作用下，從第一級柱塞開始依次伸出，推動最后一級柱塞頂部 的錐形鉆頭9鉆入煤體，除最后一級柱塞外，每級柱塞完全伸出后即被卡死，在缸體內有油 液的情況下不能退回； (5) 當多級液壓缸8柱塞全部伸出后，關閉液壓栗1，關閉Y型供液管道4與液壓栗1 之間的截止閥門。
[0011] 煤柱垂向變形量的監測包括以下步驟： (1) 設置限壓閥2開啟壓力值為多級液壓缸8所有柱塞保持全部伸出的最 小壓力值P，當限壓閥2進口端壓力高于此值時，限壓閥2開啟，Y型供液管道 4及多級液壓缸8內液體流出，當限壓閥2進口端壓力低于此值時，限壓閥2關 閉，P值計算過程如下：假設多級液壓缸8內液體最大質量為M，多級液壓缸8除 最外層缸筒外其余柱塞總質量為m，最外層缸筒內直徑為D，則P值計算公式為
(2) 打開Y型供液管道4與限壓閥2之間的截止閥門，釋放液壓管道及多級液壓缸8 內的壓力，此時流出的液體不進入量筒3內，當限壓閥2進口端壓力低于限壓閥壓力開啟值 時，限壓閥2關閉； (3) 將量筒3與限壓閥2出口端連通，自此由限壓閥2流出的液體進入量筒3,計入煤 柱變形量監測； (4) 當煤柱發生垂向變形時，壓迫多級液壓缸8柱塞回縮，多級液壓缸8缸體及供液管 道內壓力升高，限壓閥2開啟使液體流出，待壓力低于限壓閥2開啟壓力值時，限壓閥2關 閉； (5) 由于多級液壓缸8只有最后一級柱塞可以回縮，最后一級柱塞壓縮量即為煤柱垂 向變形量，而最后一級柱塞壓縮量可以通過量筒3內液體體積除以最后一級柱塞外直徑求 出，具體計算過程如下：假設量筒內液體體積為V，多級液壓缸最后一級柱塞外直徑為d，多 級液壓缸最大高度為h，則煤柱垂向變形量計算公式為賽，煤柱垂向應變計算公式為 a α ε~ -. h， (6) 待監測完畢后，關閉Y型供液管道4與限壓閥2之間的截止閥門，打開Y型供液管道 4與液壓栗1之間的截止閥門，啟動液壓栗1，抽出Y型供液管道4與多級液壓缸8內液體， 此時多級液壓缸8各級柱塞卡死結構退出，柱塞逐級回落，待最后一級柱塞完全回落后，通 過水平連桿6將多級液壓缸8及Υ型供液管道4從水平鉆孔中取出。
[0012] 當然，上述說明并非是對本發明的限制，本發明也并不僅限于上述舉例，本技術領 域的技術人員在本發明的實質范圍內所做出的變化、改型、添加或替換，也應屬于本發明的 保護范圍。
【主權項】
1. 一種用于監測煤柱垂向壓縮變形量的試驗裝置，其特征在于，包含有液壓栗（1 )、限 壓閥（2)、量筒（3)、Y型供液管道（4)、水平連桿（6)、固定卡死結構（7)、多級液壓缸（8)和 錐形鉆頭（9)，所述多級液壓缸（8)垂直放置，所述錐形鉆頭（9)與多級液壓缸（8)的最后一 級柱塞頂部固定連接，所述多級液壓缸（8)除最后一級柱塞外均設置有固定卡死結構（7)， 所述水平連桿（6 )固定于多級液壓缸（8 )的底部，所述Y型供液管道（4 )的三個端口分別連 接多級液壓缸（8)、液壓栗（1)和限壓閥（2)進口端，所述限壓閥（2)出口端與量筒（3)連 通。2. 根據權利要求1所述的一種用于監測煤柱垂向壓縮變形量的試驗裝置，其特征在 于，所述Y型供液管道（4 )與液壓栗（1)、限壓閥（2 )之間分別設置有截止閥門（5 )。
【專利摘要】本發明公開了一種用于監測煤柱垂向壓縮變形量的試驗裝置，包含有液壓泵、限壓閥、量筒、Y型供液管道、水平連桿、固定卡死結構、多級液壓缸和錐形鉆頭，所述多級液壓缸垂直放置，所述錐形鉆頭與多級液壓缸的最后一級柱塞頂部固定連接，所述多級液壓缸除最后一級柱塞外均設置有固定卡死結構，所述水平連桿固定于多級液壓缸的底部，所述Y型供液管道的三個端口分別連接多級液壓缸、液壓泵和限壓閥進口端，所述限壓閥出口端與量筒連通。本發明將錐形鉆頭與多級液壓缸的最后一級柱塞固定為一體，通過液壓泵驅動多級液壓缸帶動錐形鉆頭對煤柱進行垂向鉆孔，在煤柱橫向變形量監測時，通過測量多級液壓缸中排出到量筒內的液體體積，間接獲得煤柱垂向變形量，結構簡單，操作快捷，安全性高。
【IPC分類】G01B13/24
【公開號】CN105387821
【申請號】CN201510936435
【發明人】陳紹杰, 劉勇, 尹大偉, 屈曉, 任凱強
【申請人】山東科技大學
【公開日】2016年3月9日
【申請日】2015年12月16日