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一種工作面煤壁柔性加固實驗的加載系統(tǒng)的制作方法

文檔序號:11484067閱讀:367來源:國知局
一種工作面煤壁柔性加固實驗的加載系統(tǒng)的制造方法與工藝

本實用新型涉及一種柔性加固實驗系統(tǒng),具體的說涉及確定煤壁片幫的寬度和深度及注漿相關參數(shù)的一種工作面煤壁柔性加固實驗的加載系統(tǒng),本實用新型屬于采場煤壁片幫室內實驗領域。



背景技術:

煤礦開采過程中,普遍存在著煤壁片幫問題(片幫是指采煤過程中,礦井作業(yè)面、巷道側壁在壓力作用下變形,使得一部分煤體從煤壁向工作面剝落的過程),與冒頂一樣成為影響生產安全的主要因素。

在煤礦大采高工作面、軟煤層工作面、仰斜開采工作面以及深部開采工作面,煤壁片幫問題尤為突出,而煤壁片幫不僅會影響到安全生產的正常進行,同時也會對采場內工人的人身安全造成嚴重的威脅。因此,煤壁穩(wěn)定性控制是大采高采場圍巖控制的重點。

申請?zhí)?: CN201410769492.0,實用新型名稱:一種工作面煤壁穩(wěn)定性控制模擬實驗臺及應用方法,公開(公告)日 : 2015.03.25,公開了一種工作面煤壁穩(wěn)定性控制模擬實驗臺及應用方法,與現(xiàn)有技術相比,其采用的是在理論分析和數(shù)值模擬以及少量的二維平面物理模型上,很少涉及通過對煤壁片幫的各個因素分析,通過實驗確定柔性加固參數(shù)?;谏鲜銮闆r,迫切需要一種工作面煤壁柔性加固實驗的加載系統(tǒng),達到精準測量煤壁穩(wěn)定性與采高、煤體強度、液壓支架工作阻力、頂板壓力間的關系,通過柔性注漿各參數(shù)的改變,得出控制煤壁穩(wěn)定性的措施,為現(xiàn)場治理煤壁片幫,實現(xiàn)采煤工作面安全高效開采提供實驗指導。

傳統(tǒng)的實驗裝置,由于沒有加載系統(tǒng)或采用其它方式的加載系統(tǒng),導致實驗時煤壁加固困難,或者由于加固的用力程度不當,出現(xiàn)最后的實驗數(shù)據(jù)失真。



技術實現(xiàn)要素:

本實用新型的目的是提供一種工作面煤壁柔性加固實驗的加載系統(tǒng),該方案在研究煤壁穩(wěn)定性與采高、煤體強度、液壓支架工作阻力、頂板壓力間關系的基礎上,通過調整加載系統(tǒng)的加載力,得出控制煤壁片幫的有效措施以改進公知技術中存在的缺陷。

為實現(xiàn)上述目的,本實用新型提供的一種工作面煤壁柔性加固實驗的加載系統(tǒng),包括實驗臺、加載系統(tǒng)、所述的加載系統(tǒng)安裝在液壓支架橫梁與試驗臺所屬的上方橫梁之間。

所述的液壓加載系統(tǒng)2由千斤頂3、加載橫梁4和液壓泵5組成,所述的千斤頂3安裝在加載橫梁4上方,液壓泵5經過液壓連接管和千斤頂3連接,所述的加載橫梁4安裝在液壓支架9的支架橫梁上。

所述的液壓支架9由支架橫梁、支架支撐立柱、支架固定底板和支架調節(jié)裝置組成,支架底板與試驗臺1臺面連接,支架支撐力主和支架調節(jié)裝置安裝在支架底板上,支架支撐力主和支架調節(jié)裝置頂部分別和支架橫梁連接。

采用本實用新型的技術方案,加載系統(tǒng)作用于煤壁上,用于模擬頂板壓力,根據(jù)實驗時所需的實際情況,實時調整液壓泵的出口壓力,從而千斤頂通過頂桿傳送所需的加載力到加載系統(tǒng),煤壁得到作用力后,在其它實驗比如注漿過程中,不至于出現(xiàn)實驗數(shù)據(jù)失真的問題。

本實用新型的液壓加載系統(tǒng)由千斤頂、加載橫梁和液壓泵組成,所述的千斤頂安裝在加載橫梁上方,液壓泵經過液壓連接管和千斤頂連接,所述的加載橫梁安裝在液壓支架的支架橫梁上,通過千斤頂及液壓泵,可以給液壓支撐加壓,保證煤壁的受力支撐。

本實用新型的液壓支架由支架橫梁、支架支撐立柱、支架固定底板和支架調節(jié)裝置組成,支架底板與試驗臺臺面連接,支架支撐力主和支架調節(jié)裝置安裝在支架底板上,支架支撐力主和支架調節(jié)裝置頂部分別和支架橫梁連接,可更好的操作相關設備。

綜上所述,采用本實用新型的一種工作面煤壁柔性加固實驗的加載系統(tǒng)及試驗方法可以精準測量煤壁穩(wěn)定性與采高、煤體強度、液壓支架工作阻力、頂板壓力間的關系,通過柔性注漿各參數(shù)的改變,得出控制煤壁穩(wěn)定性的措施,為現(xiàn)場治理煤壁片幫,實現(xiàn)采煤工作面安全高效開采提供實驗指導。

本實用新型具有簡單易操作,能安全、有效、經濟地確定控制煤壁片幫的柔性加固參數(shù),通過室內物理實驗能有效指導現(xiàn)場實踐工作中的煤壁片幫治理問題,具有很好的推廣應用前景。

附圖說明

圖1為一種工作面煤壁柔性加固實驗的加載系統(tǒng)示意圖;

圖2為一種工作面煤壁柔性加固實驗的加載系統(tǒng)的實驗臺示意圖;

圖3為一種工作面煤壁柔性加固實驗的加載系統(tǒng)的加載系統(tǒng)示意圖;

附圖中的標記符號說明:

1實驗臺;2加載系統(tǒng);3千斤頂;4加載橫梁;5液壓泵;6液壓支架。

具體實施方式

下面結合附圖對本實用新型作進一步說明。

本實用新型的一種工作面煤壁柔性加固實驗的加載系統(tǒng)主要通過以下技術方案實現(xiàn)的,參照圖1、2、3對本實用新型的實施例進行說明:

一種工作面煤壁柔性加固實驗的加載系統(tǒng),由實驗臺1、加載系統(tǒng)2、千斤頂3、加載橫梁4、液壓泵5、液壓支架6。

加載系統(tǒng)2安裝在液壓支架6橫梁與試驗臺1所屬的上方橫梁之間;液壓加載系統(tǒng)2由千斤頂3、加載橫梁4和液壓泵5組成,所述的千斤頂3安裝在加載橫梁4上方,液壓泵5經過液壓連接管和千斤頂3連接,所述的加載橫梁4安裝在液壓支架6的支架橫梁上。

液壓支架6由支架橫梁、支架支撐立柱、支架固定底板和支架調節(jié)裝置組成,支架底板與試驗臺1臺面連接,支架支撐力主和支架調節(jié)裝置安裝在支架底板上,支架支撐力主和支架調節(jié)裝置頂部分別和支架橫梁連接。

試驗時,實驗臺1用于模擬現(xiàn)場煤礦的實際煤層,實現(xiàn)煤壁的成型,通過刻度尺確定所要模擬煤層的高度,煤層用通常所用的沙子、石膏、石灰、水按一定的相似比例模擬煤體材料,煤體成型以后,將液壓支架6放置在煤壁前方,對煤壁形成保護作用,在液壓支架6上方放置加載橫梁4,千斤頂3放置在加載橫梁4和實驗臺1上方的橫梁中間,通過液壓泵5使千斤頂3的壓力增大實現(xiàn)對煤壁的加壓,模擬實際煤層的頂板壓力,隨著壓力的增大,煤壁穩(wěn)定性變差,首先在煤壁出現(xiàn)裂隙,通過刻度尺量取裂隙長度的變化,用裂縫探測儀量取裂隙寬度的變化,裂隙最終導致煤壁片幫的發(fā)生,此時用刻度尺測定煤壁片幫寬度的變化,激光測距儀以液壓支架6后方為基準測量加載過程中煤壁片幫的深度變化。通過改變模擬煤層高度、相似材料配比、千斤頂加載壓力、液壓支架工作阻力,即可得出煤壁穩(wěn)定性在無柔性加固條件下與采高、煤體強度、液壓支架工作阻力、頂板壓力間的關系。

在完成每次無柔性加固條件下的物理實驗以后,以與上一次實驗相同的材料配比、采高、液壓支架工作阻力、千斤頂加載壓力的基礎上,在煤壁中通過鉆孔放置柔性加固錨桿,用注漿泵往柔性加固錨桿中注漿,完成對煤壁的柔性加固。在對煤壁柔性加固之后,通過液壓泵5使千斤頂3加壓,借助刻度尺、裂縫探測儀、激光測距儀完成對加載過程中裂隙長度、寬度和煤壁片幫寬度、深度的變化監(jiān)測工作,通過改變柔性加固錨桿位置、數(shù)量和液壓泵的注漿壓力、注漿量,得出煤壁穩(wěn)定性與柔性加固參數(shù)的變化關系,為解決現(xiàn)場煤壁穩(wěn)定性問題提供有效控制措施。

如上所述,對實用新型的實施例進行了詳細地說明,但是只要實質上沒有脫離本實用新型的實用新型點及效果,都屬于侵權,本實用新型可以有很多的變形,這對本領域的技術人員來說是顯而易見的。因此,這樣的變形例也全部包含在本實用新型的保護范圍之內。

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