The invention discloses a four-dimensional physical simulation experimental platform for a large inclined coal seam support and surrounding rock system, including an external fixing frame and a fixed frame beam in the middle of the external fixing frame, as well as a rotating bearing and a rotating cylinder at the bottom of the external fixing frame and supporting the rotation of the loading frame; and a simulating coal is laid in the loading frame. A number of rows of roof loading cylinders are set at the top of the loading frame, several upper end loading cylinders and bracket loading cylinders are set on the right side of the simulated coal seam, and a moving stope position cylinder is set on the left side; an arc guide rail is set on the external fixed frame, and the loading frame is fixed along the external frame by rotating the cylinder. By adjusting the roof loading cylinder and moving the oil cylinder in the stope position, the roof loading cylinder will always be loaded vertically under the loading frame. The platform provides a powerful condition for simulating the working condition and instability state of the support in the four-dimensional support and surrounding rock system of steeply inclined coal seam.
【技术实现步骤摘要】
一种大倾角煤层支架与围岩系统四维物理模拟实验平台
本专利技术涉及一种矿山煤层开采实验装置,特别是一种大倾角煤层支架与围岩系统四维物理模拟实验平台。
技术介绍
众所周知,大倾角煤层走向长壁工作面围岩应力分布的复杂性导致了“支架-围岩”系统由“稳态”系统成了“非稳态”系统,将一般意义上的支架通过工作阻力对顶板的控制延伸到了支架既需要通过工作阻力对顶底板进行控制,又需要通过工作阻力与结构特性的有机结合对自身及“支架-围岩”系统的稳定性进行控制。不仅如此,在大倾角伪俯斜工作面,支架受到采空区矸石沿伪俯斜方向的作用,同时支架与前方煤壁接触,使“支架-围岩”系统稳定性更加复杂,导致了大倾角工作面支架稳定性难以控制。
技术实现思路
为解决现有技术中存在的上述缺陷,本专利技术的目的在于提供一种大倾角煤层“支架-围岩”系统四维物理模拟实验平台,该平台可模拟大倾角煤层四维“支架-围岩”系统中的支架的工作状况与失稳状态。为有效研究大倾角工作面四维“支架-围岩”系统稳定性提供了有力条件。对于研究大倾角煤层安全高效开采有很大的促进作用。本专利技术是通过下述技术方案来实现的。一种大倾角煤层支架与围岩系统四维物理模拟实验平台,包括外固定框架和设在外固定框架中部的固定框架横梁,以及设在外固定框架底部并支撑加载框架转动的转动支座和转动油缸;在加载框架中铺设有模拟煤层,在加载框架顶部设若干排角度左右可调、加载到模拟煤层上的顶板加载油缸,在模拟煤层的右方分别设若干个角度上下可调的上端头加载油缸和支架加载油缸,左边设移动采场位置油缸;在外固定框架上设有弧形导轨,通过转动油缸对加载框架施力,通过加载框 ...
【技术保护点】
1.一种大倾角煤层支架与围岩系统四维物理模拟实验平台,其特征在于:包括外固定框架(1)和设在外固定框架(1)中部的固定框架横梁(2),以及设在外固定框架(1)底部并支撑加载框架(7)转动的转动支座(3)和转动油缸(4);在加载框架(7)中铺设有模拟煤层(17),在加载框架(7)顶部设若干排角度左右可调、加载到模拟煤层(17)上的顶板加载油缸(9),在模拟煤层(17)的右方分别设若干个角度上下可调的上端头加载油缸(8)和支架加载油缸(16),左边设移动采场位置油缸(13);在外固定框架(1)上设有弧形导轨(5),通过转动油缸(4)对加载框架(7)施力,通过加载框架(7)沿外固定框架0~60°范围变化实现稳定转动;通过调节顶板加载油缸(9)和移动采场位置油缸(13),使得顶板加载油缸(9)在加载框架(7)0~60°范围变化时始终保持竖直方向加载。
【技术特征摘要】
1.一种大倾角煤层支架与围岩系统四维物理模拟实验平台,其特征在于:包括外固定框架(1)和设在外固定框架(1)中部的固定框架横梁(2),以及设在外固定框架(1)底部并支撑加载框架(7)转动的转动支座(3)和转动油缸(4);在加载框架(7)中铺设有模拟煤层(17),在加载框架(7)顶部设若干排角度左右可调、加载到模拟煤层(17)上的顶板加载油缸(9),在模拟煤层(17)的右方分别设若干个角度上下可调的上端头加载油缸(8)和支架加载油缸(16),左边设移动采场位置油缸(13);在外固定框架(1)上设有弧形导轨(5),通过转动油缸(4)对加载框架(7)施力,通过加载框架(7)沿外固定框架0~60°范围变化实现稳定转动;通过调节顶板加载油缸(9)和移动采场位置油缸(13),使得顶板加载油缸(9)在加载框架(7)0~60°范围变化时始终保持竖直方向加载。2.根据权利要求1所述的大倾角煤层支架与围岩系统四维物理模拟实验平台,其特征在于:所述顶板加载油缸(9)通过承压板(10)施加在模拟煤层(17)上方的顶板(11)上,顶板(11)下方还设有若干支架(12),若干支架(12)沿顶板(11)垂直间隔平行分布,模拟煤层(17)和支架(12)下方设有底板(14),底板(14)沿加载框架(7)内框底部呈倾斜角度分布。3.根据权利要求1...
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