一种用于模拟煤矿综放开采的支架模型制造技术

本发明专利技术公开了一种用于模拟煤矿综放开采的支架模型，包括顶梁、底座及多个菱形升降架，顶梁通过菱形升降架与底座相连；顶梁上对应于菱形升降架的连接处的区域设有应力监测机构；顶梁的一端连接有放煤机构，放煤机构包括掩护梁、放煤板及第一螺杆驱动装置；掩护梁的中部设有应力监测机构，掩护梁的一端与顶梁的一端铰接，掩护梁的另一端与放煤板的一端铰接，放煤板的另一端与第一螺杆驱动装置连接。利用菱形升降架来控制顶梁的升降，并且利用第一螺杆驱动装置驱动控制放煤口的打开程度和打开时间，不受液压缸径的限制，可完整的监测到顶梁不同位置受力变化，及放煤过程中支架掩护梁的受力变化，提高实验模拟结果的准确性。

A support model for simulating fully mechanized caving mining in coal mine

【技术实现步骤摘要】
一种用于模拟煤矿综放开采的支架模型
本专利技术涉及煤矿综放开采模拟设备领域，特别涉及一种用于模拟煤矿综放开采的支架模型。
技术介绍
我国综放开采已经历35年的发展，从借鉴国外经验到技术创新，再到成熟推广，已经成为厚及特厚煤层的主要开采方法。综放开采工作面矿压显现规律及支架与围岩作用关系不同于普通综采工作面，尤其是特厚煤层综放开采，通过监测井下立柱受力、超前支承压力、侧向煤柱受力和锚杆锚索受力，在一定程度上能够掌握放顶煤工作面的矿压显现规律和支架承载能力。为详细地掌握覆岩层运移规律和矿山压力的分布及传递特征，在实验室开展不同煤层赋存状态的物理相似模拟实验成为了首选，基于几何相似、运动相似和动力相似原则，在不同层位设置监测点，监测应变及位移的变化。在支架与围岩相互作用关系的研究过程中主要是设计小型的液压支架模型，监测相似模型支架立柱的受力，但是由于支架立柱缸径较小，在试验过程中容易出现液压油的“跑、冒、滴、漏”现象，不能完整的监测到顶梁不同位置受力变化，及放煤过程中支架掩护梁的受力变化，影响实验模拟结果的准确性。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种用于模拟煤矿综放开采的支架模型，以解决液压支架模型的缸径较小，在试验过程中容易出现液压油的“跑、冒、滴、漏”现象，不能完整的监测到顶梁不同位置受力变化，及放煤过程中支架掩护梁的受力变化，影响实验模拟结果的准确性的问题。根据本专利技术的实施例，提供了一种用于模拟煤矿综放开采的支架模型，包括顶梁、底座及多个菱形升降架，所述顶梁通过所述菱形升降架与所述底座相连；所述顶梁上对应于菱形升降架的连接处的区域设有应力监测机构；所述顶梁的一端连接有放煤机构，所述放煤机构包括掩护梁、放煤板及第一螺杆驱动装置；所述掩护梁的中部设有应力监测机构，所述掩护梁的一端与所述顶梁的一端铰接，所述掩护梁的另一端与所述放煤板的一端铰接，所述放煤板的另一端与第一螺杆驱动装置连接。具体地，每个所述菱形升降架包括第一上支臂、第二上支臂、第一下支臂和第二下支臂；所述第一下支臂的一端与所述第二下支臂的一端铰接在所述底座上；所述第一下支臂的另一端与所述第一上支臂的一端铰接；所述第二下支臂的另一端与所述第二上支臂的一端铰接；所述第一上支臂的另一端和第二上支臂的另一端与所述顶梁的底面铰接；所述第一上支臂与所述第一下支臂的铰接处，以及第二上支臂与所述第二下支臂的铰接处连接有第二螺杆驱动装置。具体地，所述第二螺杆驱动装置包括支架升降螺杆；所述第一上支臂与所述第一下支臂的铰接处的铰接杆上开设有第一螺孔，所述第二上支臂与所述第二下支臂的铰接处的铰接杆上开设有第二螺孔，所述支架升降螺杆的一端顺次穿过第一螺孔和第二螺孔。具体地，所述第一螺杆驱动装置包括放煤控制螺杆和具有内螺纹的螺纹管，所述螺纹管的一端与所述放煤板的另一端铰接，所述放煤控制螺杆的一端与所述螺纹管的另一端螺纹连接，所述放煤控制螺杆的另一端可转动的连接在底座上。具体地，所述放煤机构还包括连接杆，所述连接杆的一端与所述掩护梁铰接，所述连接杆的另一端与所述底座铰接。具体地，所述应力监测机构与应变仪连接。具体地，所述菱形升降架的数量为四个，四个所述菱形升降架分别靠近所述顶梁四个角的区域连接。本专利技术实施例提供了一种用于模拟煤矿综放开采的支架模型，利用菱形升降架来控制顶梁的升降，并且利用第一螺杆驱动装置驱动控制放煤口的打开程度和打开时间，不受液压缸径的限制，模拟过程中不会出现液压油的“跑、冒、滴、漏”现象，可完整的监测到顶梁不同位置受力变化，及放煤过程中支架掩护梁的受力变化，提高实验模拟结果的准确性。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一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例提供的一种用于模拟煤矿综放开采的支架模型的主视图；图2为图1的右视图；图3为菱形升降架的结构图；图4为图1的左视图；图5为图1的俯视图。其中，1-应力监测机构，2-顶梁，3-放煤板，4-掩护梁，5-连接杆，6-底座，7-菱形升降架，71-第一上支臂，72-第二上支臂，73-第一下支臂，74-第二下支臂，75-铰接杆，76-支架升降螺杆，8-放煤控制螺杆，9-螺纹管。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、完整的描述，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作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。根据本专利技术的实施例，如图1、图2、图4和图5所示，提供了一种用于模拟煤矿综放开采的支架模型，包括顶梁2、底座6及多个菱形升降架7，顶梁2通过菱形升降架7与底座6相连；顶梁2上对应于菱形升降架7的连接处的区域设有应力监测机构1；顶梁2的一端连接有放煤机构，放煤机构包括掩护梁4、放煤板3及第一螺杆驱动装置；掩护梁4的中部设有应力监测机构1，掩护梁4的一端与顶梁2的一端铰接，掩护梁4的另一端与放煤板3的一端铰接，放煤板3的另一端与第一螺杆驱动装置连接。其中应力检测机构可为应力传感器，应力传感器可与应变仪连接，将监测到的应力数据传送给应变仪，具体的传输方式可为有线或无线网络传输，在此不做限定；顶梁2和掩护梁4为板状结构。本实施例利用第一螺杆驱动装置驱动放煤板3的倾斜角度，以控制放煤口的打开程度以及打开时间，可以实现相似模拟过程中顶煤的放出控制；并且通过菱形升降架7控制顶梁2的升降，在升降过程中保证顶梁2呈现水平状态，防止顶梁2出现偏移、低头、仰头等不利于顶梁2控制的现象；应力监测机构1通过对顶梁2不同位置和掩护梁4受力的精确测定，可以呈现放煤过程中支架受力的变化特征，为分析综放开采支架与围岩的作用关系提供基础数据。本专利技术实施例提供了一种用于模拟煤矿综放开采的支架模型，利用菱形升降架7来控制顶梁2的升降，并且利用第一螺杆驱动装置驱动控制放煤板3的打开程度和打开时间，不受液压缸径的限制，模拟过程中不会出现液压油的“跑、冒、滴、漏”现象，可完整的监测到顶梁2不同位置受力变化，及放煤过程中支架掩护梁4的受力变化，提高实验模拟结果的准确性。在上述实施例中，如图2和图3所示，每个菱形升降架7包括第一上支臂71、第二上支臂72、第一下支臂73和第二下支臂74；第一下支臂73的一端与第二下支臂74的一端铰接在底座6上；第一下支臂73的另一端与第一上支臂71的一端铰接；第二下支臂74的另一端与第二上支臂72的一端铰接；第一上支臂71的另一端和第二上支臂72的另一端与顶梁2的底面铰接；第一上支臂71与第一下支臂73的铰接处，以及第二上支臂72与第二下支臂74的铰接处连接有第二螺杆驱动装置。具体地，第二螺杆驱动装置包括支架升降螺杆76本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于模拟煤矿综放开采的支架模型，其特征在于，包括顶梁(2)、底座(6)及多个菱形升降架(7)，所述顶梁(2)通过所述菱形升降架(7)与所述底座(6)相连；所述顶梁(2)上对应于菱形升降架(7)的连接处的区域设有应力监测机构(1)；/n所述顶梁(2)的一端连接有放煤机构，所述放煤机构包括掩护梁(4)、放煤板(3)及第一螺杆驱动装置；所述掩护梁(4)的中部设有应力监测机构(1)，所述掩护梁(4)的一端与所述顶梁(2)的一端铰接，所述掩护梁(4)的另一端与所述放煤板(3)的一端铰接，所述放煤板(3)的另一端与第一螺杆驱动装置连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于模拟煤矿综放开采的支架模型，其特征在于，包括顶梁(2)、底座(6)及多个菱形升降架(7)，所述顶梁(2)通过所述菱形升降架(7)与所述底座(6)相连；所述顶梁(2)上对应于菱形升降架(7)的连接处的区域设有应力监测机构(1)；
所述顶梁(2)的一端连接有放煤机构，所述放煤机构包括掩护梁(4)、放煤板(3)及第一螺杆驱动装置；所述掩护梁(4)的中部设有应力监测机构(1)，所述掩护梁(4)的一端与所述顶梁(2)的一端铰接，所述掩护梁(4)的另一端与所述放煤板(3)的一端铰接，所述放煤板(3)的另一端与第一螺杆驱动装置连接。


2.根据权利要求1所述的用于模拟煤矿综放开采的支架模型，其特征在于，每个所述菱形升降架(7)包括第一上支臂(71)、第二上支臂(72)、第一下支臂(73)和第二下支臂(74)；
所述第一下支臂(73)的一端与所述第二下支臂(74)的一端铰接在所述底座(6)上；所述第一下支臂(73)的另一端与所述第一上支臂(71)的一端铰接；所述第二下支臂(74)的另一端与所述第二上支臂(72)的一端铰接；所述第一上支臂(71)的另一端和第二上支臂(72)的另一端与所述顶梁(2)的底面铰接；
所述第一上支臂(71)与所述第一下支臂(73)的铰接处，以及第二上支臂(72)与所述第二下支臂(74)的铰接处连接有第二螺杆驱动装置。


3...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵铁林，杨智文，徐刚，王爱国，薛吉胜，纪润清，马兆瑞，王振，郭慧军，杜龙飞，李少波，高宇，
申请(专利权)人：天地科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11