用于模拟短壁连采连充物料流动规律的实验装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了用于模拟短壁连采连充物料流动规律的实验装置及方法，涉及实验装置及方法技术领域。其包括试验台和试验仓，在试验台的底板的底部设置有用于调整试验台倾角的调节机构，在底板上设置有用于模拟现场煤层起伏状况的模拟机构，试验仓是由透明板一、透明板二和透明板三作为侧板，与顶板和底板共同构成的仓体结构，透明板三通过螺母连接有液压杆一，液压杆一连接有挡板，挡板将试验仓分为两个区域，通过液压杆一可带动挡板在试验仓内进行滑动；试验仓设置有进料口，通过进料口向试验仓内充填物料。本发明专利技术可以模拟不同工况条件下连采连充充填材料的流动规律，为连采连充浆液配比及安全回采提供支持。液配比及安全回采提供支持。液配比及安全回采提供支持。

【技术实现步骤摘要】
用于模拟短壁连采连充物料流动规律的实验装置及方法


[0001]本专利技术涉及模拟装置及方法
，具体涉及用于模拟短壁连采连充物料流动规律的实验装置及方法。

技术介绍

[0002]针对高强度开采产生的矸石减排及地表沉陷控制，短壁连采连充达到既有效控制地表沉陷，保护地面建、构筑物、永久基本农田，又处置了矿山矸石等固体废弃物的双重目标，具有显著的经济、社会和环境效益。短壁连采连充式胶结充填采煤技术的开采原理是按照短壁开采生产系统布置工作面，首先贯通工作面运输巷、回风巷和切眼，形成全负压通风系统；将工作面上下顺槽之间的联络巷按顺序划分为若干支巷，支巷长度50m左右，采用跳采方式回收工作面煤炭资源，采煤和充填作业在不同支巷内进行，保证采充时间连续和空间独立，连续采煤和连续充填，是一种“采充并行”的高效充填方法；在短壁连采连充进行充填工作时，由于井下地质条件复杂，受施工条件、煤层起伏和倾角、支巷长度以及是否伪倾斜布置等影响，导致充填材料性能与充填质量可能达不到预期的效果。因此，通过室内充填实验模拟可以获得支巷充实率、充填速率以及充填体的流动状态等数据，基于上述原因，进行室内充填试验模拟获得的数据对工程现场的充填作业有重要的指导意义。
[0003]CN206907330U公开了一种采空区充填模拟实验装置，其可在实验室中模拟工程现场实际情况，获取充填体脱水率、沉缩率、充填体形态、底部出矿巷道渗流水头、充填体侧向压力、充填挡墙压力和充填体脱水量变化等实验数据，为现场充填作业提供更加精确、可靠的数据指导，也为采空区充填过程的教学演示和科研提供更加实用直观的实验装置。
[0004]CN103035158A公开了一种模拟采空区充填过程实验装置，其可进行模拟采空区、模拟巷道或地下空间的注浆过程、及模拟采空区受上覆荷载作用等情形，采集各类传感器数据，形成对煤矿采空区充填过程的力学演变过程分析。模拟采空区充填过程实验装置模型主体透明可视，注浆过程和数据采集实现自动化，其结构合理、可控精度高、密封效果好，可用于采空区充填过程的教学演示和科研分析。
[0005]CN210167022U公开了一种采空区充填模拟实验装置，其通过输送泵将浆料输送至定量室内，在浆料的流动作用下分别推动第一转盘和第二转盘转动，使第一转盘和第二转盘通过弧形橡胶齿啮合，从而能够向采空室内定量的输入浆料，方便使用测量采空室内的数据。
[0006]上述现有技术均为模拟试验装置，但是却无法模拟短壁连采连充物料流动规律，短壁连采连充物料流动规律的模拟中，有实际现场条件煤层起伏、倾角、支巷以及是否伪倾斜布置等因素需要考虑，现有技术尚未发现有关短壁连采连充物料流动规律的模拟试验台。
[0007]由此可见，现有技术有待于进一步改进。

技术实现思路

[0008]本专利技术的目的之一在于提供用于模拟短壁连采连充物料流动规律的实验装置，其可以模拟不同工况条件下连采连充充填材料的流动规律，为连采连充浆液配比及安全回采提供支持。
[0009]为了实现上述目的，本专利技术采用了以下技术方案：
[0010]一种用于模拟短壁连采连充物料流动规律的实验装置，其包括试验台，所述的试验台包括顶板、底板以及位于顶板和底板之间四个角上的立柱，在所述的底板的底部设置有用于调整试验台倾角的调节机构；
[0011]所述的底板上设置有用于模拟现场煤层起伏状况的模拟机构，所述的模拟机构包括升降块底块、升降块顶块和升降块液压杆，所述的升降块底块位于所述的升降块顶块的下方，所述的升降块底块和升降块顶块设置有若干块，其呈规则性排布在所述的底板上，在每块升降块底块和升降块顶块之间设置所述升降块液压杆；
[0012]所述的顶板和底板之间放置有试验仓，所述的试验仓是由透明板一、透明板二和透明板三作为侧板，与所述的顶板和底板共同构成的仓体结构，所述的透明板一和透明板二位置相对，所述的透明板三活动连接在所述的透明板一和透明板二之间，在所述的透明板三相对位置的透明板一和透明板二的一端分别设置有转动轴一和转动轴二，在所述的转动轴一上设置有锁紧旋钮一，在所述的转动轴二上设置有锁紧旋钮二，锁紧旋钮一连接有转动滑座一，锁紧旋钮二连接有转动滑座二，所述的转动滑座一连接有固定板一，所述的转动滑座二连接有固定板二；
[0013]在所述的透明板三通过螺母连接有液压杆一，所述的液压杆一连接有挡板，所述的挡板将所述的试验仓分为两个区域，通过液压杆一可带动所述的挡板在试验仓内进行滑动；
[0014]所述的试验仓设置有进料口，通过进料口向试验仓内充填物料。
[0015]作为本专利技术的一个优选方案，所述的调节机构包括底座、液压杆二和液压杆三，在所述的底板的一侧的端部分别设置有转动轴三，所述的底座位于底板的下方，所述的底座与所述的底板通过转动轴三和转动轴螺母三转动连接；所述的液压杆二和液压杆三分别位于所述的底座相对侧的底板的两个端部。
[0016]作为本专利技术的另一个优选方案，所述的液压杆二、液压杆三与所述的底板转动连接。
[0017]进一步的，位于液压杆二一侧的底板的一侧端部设置有分别设置有转动轴四和转动轴五，所述的底板与液压杆三通过转动轴四和转动轴螺母一转动连接，所述底板与液压杆二通过转动轴五和转动轴螺母二转动连接。
[0018]进一步的，所述的透明板一与透明板三、透明板二与透明板三之间均通过合页连接。
[0019]进一步的，在所述的进料口处设置有进料口挡板一和进料口挡板二，所述的进料口挡板一连接有旋转机构一，所述的进料口挡板二连接有旋转机构二，通过所述的旋转机构一、旋转机构二调节进料口的大小及位置。
[0020]本专利技术的另一个目的在于提供一种用于模拟短壁连采连充物料流动规律的实验方法，包括以下步骤：
[0021]步骤一、通过调节机构来调整试验台的倾角来模拟现场实际倾角；
[0022]步骤二、通过控制液压杆一的伸缩来推动挡板的移动，来模拟现场实际长度；
[0023]步骤三、控制底板上的模拟机构中升降块顶块和升降块底块来模拟现场实际起伏情况；
[0024]步骤四、调整锁紧旋钮一、锁紧旋钮二使得透明板一、透明板二绕着转动轴一、转动轴二旋转，调整后将锁紧旋钮一、锁紧旋钮二锁紧，模拟现场是否伪倾斜布置；
[0025]步骤五、通过调整立柱高度，并选择合适规格的透明板来模拟巷道高度；
[0026]步骤六、开始模拟充填，观察流动规律。
[0027]与现有技术相比，本专利技术带来了以下有益技术效果：
[0028]本专利技术提出了一种用于模拟短壁连采连充物料流动规律的实验装置，其解决了目前充填模拟装置只能模拟一个煤层倾角以及起伏的缺陷，解决了目前充填模拟装置只能模拟一种支巷长度的缺陷，解决了目前充填模拟装置只能模拟一种倾斜布置的缺陷。
[0029]本专利技术可以同时模拟不同工况条件下连采连充充填材料的流动规律，为连采连充浆液配比及安全回采提供支持。
附图说明
[0030]下面结合附图对本专利技术做进一步说明：<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于模拟短壁连采连充物料流动规律的实验装置，其包括试验台，所述的试验台包括顶板、底板以及位于顶板和底板之间四个角上的立柱，其特征在于：在所述的底板的底部设置有用于调整试验台倾角的调节机构；所述的底板上设置有用于模拟现场煤层起伏状况的模拟机构，所述的模拟机构包括升降块底块、升降块顶块和升降块液压杆，所述的升降块底块位于所述的升降块顶块的下方，所述的升降块底块和升降块顶块设置有若干块，其呈规则性排布在所述的底板上，在每块升降块底块和升降块顶块之间设置所述升降块液压杆；所述的顶板和底板之间放置有试验仓，所述的试验仓是由透明板一、透明板二和透明板三作为侧板，与所述的顶板和底板共同构成的仓体结构，所述的透明板一和透明板二位置相对，所述的透明板三活动连接在所述的透明板一和透明板二之间，在所述的透明板三相对位置的透明板一和透明板二的一端分别设置有转动轴一和转动轴二，在所述的转动轴一上设置有锁紧旋钮一，在所述的转动轴二上设置有锁紧旋钮二，锁紧旋钮一连接有转动滑座一，锁紧旋钮二连接有转动滑座二，所述的转动滑座一连接有固定板一，所述的转动滑座二连接有固定板二；在所述的透明板三通过螺母连接有液压杆一，所述的液压杆一连接有挡板，所述的挡板将所述的试验仓分为两个区域，通过液压杆一可带动所述的挡板在试验仓内进行滑动；所述的试验仓设置有进料口，通过进料口向试验仓内充填物料。2.根据权利要求1所述的一种用于模拟短壁连采连充物料流动规律的实验装置，其特征在于：所述的调节机构包括底座、液压杆二和液压杆三，在所述的底板的一侧的端部分别设置有转动轴三，所述的底座位于底板的下方，所述的底座与所述的底板通过转动轴三和转动轴螺母三转动连接；所述的液压杆二和液压杆三分别位于所述的底...

【专利技术属性】
技术研发人员：江宁，叶磊，吕科，孟书宇，苏全宝，蒋春林，张立波，盛守前，张鑫源，薛守振，马行之，孙玉，闫至开，朱宁强，
申请(专利权)人：山东科技大学，
类型：发明
国别省市：