本发明专利技术公开了一种适用于相似模拟煤岩层开挖的支撑行走装置，包括支撑机构和行走机构；支撑机构由至少一组模拟支架组成，相邻模拟支架之间并排设置；模拟支架包括底座、顶梁和气压支柱，底座与顶梁平行设置，并且底座与顶梁通过气压支柱连接，相邻气压支柱之间通过输气管连接；行走机构包括底板和对称设置在底板底部两端的滚轮，底板内部隐藏布置有电机驱动装置，并且底座固定设置于底板的顶部。本发明专利技术可实现煤层推进过程的精确模拟，同时可实现支架移动的机械控制和任意调节，提高试验过程中的操作性和精确性，提高试验规范性。
【技术实现步骤摘要】
一种适用于相似模拟煤岩层开挖的支撑行走装置
本专利技术涉及采矿工程
，更具体的说是涉及一种适用于相似模拟煤岩层开挖的支撑行走装置。
技术介绍
相似模拟试验一直是矿业工程实验研究的主要试验方法，利用相似材料模拟真实的用于岩土和采矿地质和工程条件，试验观察和研究工程围岩体的变形、移动和破坏等力学现象，以及作用于支护结构上的力，通过相似模拟试验进一步认识矿山压力形成的机理，对于寻求有效的岩层控制途径是非常有益的。矿山现场煤层开采工作面控顶范围通常用液压支架支护顶板和底板，以提供安全的回采空间，工作面矿压规律的主要研究手段是对工作面支架受力的特点进行观测、研究和分析，而在现有的采矿相似材料模拟实验中，由于没有模拟现场支架对顶板的支撑或简易支架支撑，因此不能得到压力数据，在一定程度上削弱了实验的准确性。另外在目前相似模拟试验中，支架随工作面向前推进的过程是依靠手工直接推进，由于相似模拟试验空间狭小，直接移架的方式非常不便，同时也可能会干扰周围岩体，直接影响试验数据的准确性。因此，如何提供一种能够精确模拟，同时提高可操作性的适用于相似模拟煤岩层开挖的支撑行走装置是本领域技术人员亟需解决的问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了一种与相似模拟实验装置配套使用的支撑行走装置，可实现煤层推进过程的精确模拟，同时可实现支架移动的机械控制和任意调节，提高试验过程中的操作性和精确性，提高试验规范性。为了达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种适用于相似模拟煤岩层开挖的支撑行走装置，包括支撑机构和行走机构；所述支撑机构由至少一组模拟支架组成，相邻所述模拟支架之间并排设置；所述模拟支架包括底座、顶梁和气压支柱，所述底座与所述顶梁平行设置，并且所述底座与所述顶梁通过所述气压支柱连接，相邻所述气压支柱之间通过输气管连接；气压支柱通过对气压的调节起到支撑作用。所述行走机构包括底板和对称设置在所述底板底部两侧的滚轮，并且所述底板固定设置于所述底座的顶部。滚轮带动支撑机构滚动平稳前行，能准确实现推进距离，并且减小了模拟支架的前进阻力。具体的，根据试验中煤岩层宽度决定所述模拟支架的组数。优选的，在上述一种适用于相似模拟煤岩层开挖的支撑行走装置中，所述模拟支架还包括掩护梁与连接板，所述掩护梁一端与所述顶梁铰接，另一端通过所述连接板与所述底座连接。优选的，在上述一种适用于相似模拟煤岩层开挖的支撑行走装置中，所述气压支柱由前气压支柱和后气压支柱组成，并且所述前气压支柱与所述后气压支柱对称设置。优选的，在上述一种适用于相似模拟煤岩层开挖的支撑行走装置中，所述气压支柱底端设置有注气阀，并且相邻所述注气阀之间通过进气气管连接，实现各组气压支柱的统一注气。优选的，在上述一种适用于相似模拟煤岩层开挖的支撑行走装置中，所述气压支柱底端设置有排气阀，并且相邻所述排气阀之间通过泄气气管连接，实现各组气压支柱的统一排气。上述优选的技术方案可达到如下技术效果：相邻所述气压支柱之间统一注气或排气，操作方便，随着注气排气过程可带动顶梁上下移动，模拟煤岩层顶板。优选的，在上述一种适用于相似模拟煤岩层开挖的支撑行走装置中，所述气压支柱底端还设置有气压表，所述气压表与所述注气阀连接，可实时显示支架与煤层顶板的压力。优选的，在上述一种适用于相似模拟煤岩层开挖的支撑行走装置中，所述底板的两侧各安装有两个对称设置的所述滚轮。优选的，在上述一种适用于相似模拟煤岩层开挖的支撑行走装置中，所述气压支柱带动所述顶梁提升高度过程中，所述顶梁和所述滚轮最底端之间的最大距离大于采煤高度。优选的，在上述一种适用于相似模拟煤岩层开挖的支撑行走装置中，所述顶梁长度相当于每次试验煤层推进距离。优选的，在上述一种适用于相似模拟煤岩层开挖的支撑行走装置中，所述底板内部隐藏布置有电机驱动装置，底板侧边设置的“前进”和“停止”按钮控制支撑机构滚动平稳前行。经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本专利技术实现了相似模拟试验中支架从原型到模型的转化，实现了原型液压支架的工程特点，制造工艺简单，可适用于相似材料模拟试验中不同厚度煤层的回采工作面，通过连接气压表对支架-围岩相互作用的压力数据进行测量，从而对矿压规律进行模拟研究，既解决了其他模拟液压支架中工艺复杂、成本高的问题，又解决了通过压缩弹簧实现支架支撑作用中弹簧弹性疲劳的问题。另外，多组模拟支架固定在底板上，电机驱动装置驱动底板下部滚轮运动，实现了原型支架推行装置的作用，保证支撑结构滚动平稳前行，且操作简单，容易控制向前的推进距离，解决了模拟过程中支架向前移动不便以及向前移动距离难以确定的问题。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。图1附图为本专利技术的整体结构示意图；图2附图为本专利技术的整体结构的俯视图；图3附图为本专利技术水平开挖过程示意图；图4附图为本专利技术的整体结构框架示意图。在图中：1为支撑机构、2为行走机构、21为底板、22为滚轮、23为电机驱动装置、3为模拟支架、31为底座、32为顶梁、33为气压支柱、331为前气压支柱、332为后气压支柱、34为掩护梁、35为连接板、4为注气阀、41为进气气管、5为排气阀、51为泄气气管、6为气压表、71为煤层、72为上顶板岩层、73为下底板岩层、74为采空区。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术实施例公开了一种与相似模拟实验装置配套使用的支撑行走装置，可实现煤层推进过程的精确模拟，同时可实现支架移动的机械控制和任意调节，提高试验过程中的操作性和精确性，提高试验规范性。参见附图1，本专利技术提供了一种适用于相似模拟煤岩层开挖的支撑行走装置，包括支撑机构1和行走机构2；支撑机构1由至少一组模拟支架3组成，相邻模拟支架3之间并排设置；模拟支架3包括底座31、顶梁32和气压支柱33，底座31与顶梁32平行设置，并且底座31与顶梁32通过气压支柱33连接，相邻气压支柱33之间通过输气管连接；行走机构2包括底板21和对称设置在底板21底部两端的滚轮22，并且底板21固定设置于底座31的顶部。为了进一步优化上述技术方案，模拟支架3还包括掩护梁34与连接板35，掩护梁34一端与顶梁32铰接，另一端通过连接板35与底座31连接。为了进一步优化上述技术方案，气压支柱33由前气压支柱331和后气压支柱332组成，并且前气压支柱331与后气压支柱332对称设置。为了进一步优化上述技术方案，气压支柱33底端设置有注气阀4，并且相邻注气阀4之间通过进气气管41连接。为了进一步优化上述技术方案，气压支柱33底端设置有排气阀5，并且相邻排气阀5之间通过泄气气管51连接。为了进一步优化上述技术方案，气压支柱33底端还设置有气压表6，气压表6与注气阀4连接。为了进一步优化上述技术方案，底板本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种适用于相似模拟煤岩层开挖的支撑行走装置，其特征在于，包括支撑机构(1)和行走机构(2)；所述支撑机构(1)由至少一组模拟支架(3)组成，相邻所述模拟支架(3)之间并排设置；所述模拟支架(3)包括底座(31)、顶梁(32)和气压支柱(33)，所述底座(31)与所述顶梁(32)平行设置，并且所述底座(31)与所述顶梁(32)通过所述气压支柱(33)连接，相邻所述气压支柱(33)之间通过输气管连接；所述行走机构(2)包括底板(21)和对称设置在所述底板(21)底部两侧的滚轮(22)；相邻所述模拟支架(3)的所述底座(31)并排固定在所述底板(21)上。
【技术特征摘要】
1.一种适用于相似模拟煤岩层开挖的支撑行走装置，其特征在于，包括支撑机构(1)和行走机构(2)；所述支撑机构(1)由至少一组模拟支架(3)组成，相邻所述模拟支架(3)之间并排设置；所述模拟支架(3)包括底座(31)、顶梁(32)和气压支柱(33)，所述底座(31)与所述顶梁(32)平行设置，并且所述底座(31)与所述顶梁(32)通过所述气压支柱(33)连接，相邻所述气压支柱(33)之间通过输气管连接；所述行走机构(2)包括底板(21)和对称设置在所述底板(21)底部两侧的滚轮(22)；相邻所述模拟支架(3)的所述底座(31)并排固定在所述底板(21)上。2.根据权利要求1所述的适用于相似模拟煤岩层开挖的支撑行走装置，其特征在于，所述模拟支架(3)还包括掩护梁(34)与连接板(35)，所述掩护梁(34)一端与所述顶梁(32)铰接，另一端通过所述连接板(35)与所述底座(31)连接。3.根据权利要求1所述的适用于相似模拟煤岩层开挖的支撑行走装置，其特征在于，所述气压支柱(33)由前气压支柱(331)和后气压支柱(...
【专利技术属性】
技术研发人员：张向阳，罗磊，汤雪唯，王超，孙波，刘结高，许林峰，赵先发，
申请(专利权)人：安徽理工大学，
类型：发明
国别省市：安徽,34
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