一種新型煤礦再造應(yīng)急救援通道相似模擬試驗臺的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及到一種再造應(yīng)急救援通道相似模擬試驗臺，用于研宄煤礦巷道圍巖垮落后散體的力學(xué)傳遞特性及與支護(hù)體作用關(guān)系。
【背景技術(shù)】
[0002]煤礦井下發(fā)生沖擊地壓、煤與瓦斯突出、瓦斯(煤塵)爆炸等嚴(yán)重災(zāi)害后，對巷道造成嚴(yán)重破壞，導(dǎo)致圍巖破壞形成垮落體充填到整個巷道內(nèi)，垮落體為不同粒度的巖塊、散煤和原有巷道的支護(hù)體材料及水能介質(zhì)，形成粒徑不同的散體甚至水、泥、煤、石等混合體，在垮落體內(nèi)再造救援通道，需要考察巷道垮落后的散體內(nèi)的受力、變化情況，以及巷道開挖后的散體移動和力的傳遞特性及垮落散體內(nèi)部空間結(jié)構(gòu)，從而為再造救援通道開挖、支護(hù)提供理論指導(dǎo)，目前對巷道垮落體收開挖影響的移動軌跡、力學(xué)傳遞特性及垮落散體內(nèi)部空間結(jié)構(gòu)的研宄甚少。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是:為了解決本發(fā)明提出了一種再造應(yīng)急救援通道相似模擬試驗臺，該試驗臺能夠模擬再垮落體內(nèi)開挖救援通道時，垮落散體的力學(xué)傳遞特性及垮落體與救援通道支護(hù)體相互作用關(guān)系，利用該試驗臺能夠?qū)崪y救援通道開挖過程中垮落體位移、相互作用力及支護(hù)體受力及垮落散體空間結(jié)構(gòu)情況，同時能夠觀察到垮落散體受救援通道開挖影響，垮落散體形成空間結(jié)構(gòu)從穩(wěn)定到破壞再到穩(wěn)定的動態(tài)過程，其技術(shù)方案如下:
一種新型煤礦再造應(yīng)急救援通道相似模擬試驗臺，包括主體框架、兩個金屬板體、有機(jī)玻璃板、兩個固定軌道、自制垮落體、若干個壓力傳感器、支護(hù)體，所述主體框架左右側(cè)面內(nèi)部各固定連接有金屬板體，所述主體框架后側(cè)面內(nèi)部固定連接有有機(jī)玻璃板，兩個金屬板體內(nèi)側(cè)面的下端分別設(shè)有固定軌道，所述兩個固定軌道內(nèi)部插裝有支護(hù)體，所述支護(hù)體外表面和所述金屬板體內(nèi)外側(cè)面各設(shè)有若干個壓力傳感器，所述主體框架內(nèi)部放置有自制垮落體。
[0004]本發(fā)明的有益效果為:為了解決本發(fā)明提出了一種再造應(yīng)急救援通道相似模擬試驗臺，該試驗臺能夠模擬再垮落體內(nèi)開挖救援通道時，垮落散體的力學(xué)傳遞特性及垮落體與救援通道支護(hù)體相互作用關(guān)系，利用該試驗臺能夠?qū)崪y救援通道開挖過程中垮落體位移、相互作用力及支護(hù)體受力及垮落散體空間結(jié)構(gòu)情況，同時能夠觀察到垮落散體受救援通道開挖影響，垮落散體形成空間結(jié)構(gòu)從穩(wěn)定到破壞再到穩(wěn)定的動態(tài)過程。
[0005]【附圖說明】:
圖1是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是本發(fā)明的自制垮落體5結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3是本發(fā)明的自制垮落體5內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。
[0006]【具體實施方式】:
參照圖1、2、3所示，一種新型煤礦再造應(yīng)急救援通道相似模擬試驗臺，包括主體框架1、兩個金屬板體2、有機(jī)玻璃板3、兩個固定軌道4、自制垮落體5、若干個壓力傳感器6、支護(hù)體7，所述主體框架I左右側(cè)面內(nèi)部各固定連接有金屬板體2，所述主體框架I后側(cè)面內(nèi)部固定連接有有機(jī)玻璃板3，兩個金屬板體2內(nèi)側(cè)面的下端分別設(shè)有固定軌道4，所述兩個固定軌道4內(nèi)部插裝有支護(hù)體7，所述支護(hù)體7外表面和所述金屬板體2內(nèi)外側(cè)面各設(shè)有若干個壓力傳感器6，所述主體框架I內(nèi)部放置有自制垮落體5 ;所述支護(hù)體7由兩個側(cè)板和一個頂板組成，所述頂板下表面左右邊緣處固定連接有插槽，所述側(cè)板插裝在所述插槽內(nèi)，所述支護(hù)體7為金屬支護(hù)體，所述支護(hù)體?呈等腰梯形，并所述兩個側(cè)板下表面分別固定連接有滑塊，滑塊與固定軌道4滑動連接；所述自制垮落體5為具有空腔的正十二面體結(jié)構(gòu)，并所述自制垮落體5每個外側(cè)面各設(shè)有三個應(yīng)變片5-1，所述自制垮落體5空腔內(nèi)固定連接有陀螺儀5-2。
[0007]試驗臺能夠進(jìn)行如下試驗:
試驗臺能夠模擬支護(hù)體7在不同寬度條件下粒徑為中顆粒、小顆粒、混合中顆粒與小顆粒垮落體試驗，研宄自制垮落體5的力學(xué)傳遞特性、位移軌跡以及垮落體對支護(hù)體7的相互作用關(guān)系。
[0008]實驗方法:
準(zhǔn)備相似模擬材料:選擇粒徑比與現(xiàn)場巷道圍巖垮落后形成散體符合相似條件的散體材料；
鋪設(shè)散體材料:確定預(yù)先想測試垮落體位移軌跡的自制垮落體5位置布局，將散體材料均勻鋪設(shè)在試驗臺主體框架I內(nèi)，當(dāng)鋪設(shè)到自制垮落體5設(shè)計位置時，按照對應(yīng)的空間位置放置自制垮落體5，其中，應(yīng)按實際巷道圍巖垮落的高度來確定自制垮落體5的放置厚度。鋪設(shè)完材料后，會形成一個自然安息角為Θ的斜面。
[0009]儀器連接:將自制垮落體、壓力傳感器的數(shù)據(jù)線連接到數(shù)據(jù)采集儀上，數(shù)據(jù)采集儀通過數(shù)據(jù)連接線與數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)連接。
安裝支護(hù)體:將支護(hù)體7側(cè)板下端滑塊插入固定軌道4槽內(nèi)，沿著軌道槽插入垮落散體內(nèi)，再將頂板沿著側(cè)板上端溝槽插入垮落散體內(nèi)，形成穩(wěn)定支護(hù)體，逐漸向垮落散體內(nèi)部推進(jìn)。
[0010]開挖垮落體:在支護(hù)體7推進(jìn)過程中，將支護(hù)體內(nèi)垮落散體開挖出來，觀察開挖過程中散體內(nèi)部空間結(jié)構(gòu)變化，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采集支護(hù)體7與金屬板上壓力傳感器6及自制垮落體5的數(shù)據(jù)，傳輸?shù)綌?shù)據(jù)處理系統(tǒng)。
[0011]數(shù)據(jù)分析:數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，通過分析自制垮落體5的位移、受力情況，分析金屬板體2及支護(hù)體7上的受力情況，得出垮落體的力學(xué)傳遞特性、位移軌跡及跨落體對支護(hù)體7的相互作用關(guān)系。
[0012]通過改變支護(hù)體7橫向?qū)挾龋杉ёo(hù)體7與金屬板體2上壓力傳感器6及自制垮落體5的數(shù)據(jù)，對比分析在不同開挖空間條件下垮落體的力學(xué)傳遞特性、位移軌跡及跨落體對支護(hù)體7的相互作用關(guān)系。
[0013]當(dāng)然，上述說明并非是對本發(fā)明的限制，本發(fā)明也并不僅限于上述舉例，本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明的實質(zhì)范圍內(nèi)所做出的變化、改型、添加或替換，也應(yīng)屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項】
1.一種新型煤礦再造應(yīng)急救援通道相似模擬試驗臺，包括主體框架(I )、兩個金屬板體(2)、有機(jī)玻璃板(3)、兩個固定軌道(4)、自制垮落體(5)、若干個壓力傳感器(6)、支護(hù)體(7)，其特征在于:所述主體框架(I )左右側(cè)面內(nèi)部各固定連接有金屬板體(2)，所述主體框架(I )后側(cè)面內(nèi)部固定連接有有機(jī)玻璃板(3)，兩個金屬板體(2)內(nèi)側(cè)面的下端分別設(shè)有固定軌道(4 )，所述兩個固定軌道(4 )內(nèi)部插裝有支護(hù)體(7 )，所述支護(hù)體(7)外表面和所述金屬板體(2 )內(nèi)外側(cè)面各設(shè)有若干個壓力傳感器(6 )，所述主體框架(I )內(nèi)部放置有自制垮落體(5)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種新型煤礦再造應(yīng)急救援通道相似模擬試驗臺，其特征在于:所述支護(hù)體(7)由兩個側(cè)板和一個頂板組成，所述頂板下表面左右邊緣處固定連接有插槽，所述側(cè)板插裝在所述插槽內(nèi)，所述支護(hù)體(7 )為金屬支護(hù)體，所述支護(hù)體(? )呈等腰梯形，并所述兩個側(cè)板下表面分別固定連接有滑塊，滑塊與固定軌道(4 )滑動連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種新型煤礦再造應(yīng)急救援通道相似模擬試驗臺，其特征在于:所述自制垮落體(5 )為具有空腔的正十二面體結(jié)構(gòu)，并所述自制垮落體(5 )每個外側(cè)面各設(shè)有三個應(yīng)變片(5-1)，所述自制垮落體(5 )空腔內(nèi)固定連接有陀螺儀(5-2)。
【專利摘要】一種新型煤礦再造應(yīng)急救援通道相似模擬試驗臺，屬于煤礦器械設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，包括主體框架、兩個金屬板體、有機(jī)玻璃板、兩個固定軌道、自制垮落體、多個壓力傳感器、支護(hù)體，主體框架左右側(cè)面內(nèi)部各固定連接有金屬板體，主體框架后側(cè)面內(nèi)部固定連接有有機(jī)玻璃板，兩個金屬板體內(nèi)側(cè)面的下端分別設(shè)有固定軌道，兩個固定軌道內(nèi)部插裝有支護(hù)體，支護(hù)體外表面和所述金屬板體內(nèi)外側(cè)面各設(shè)有若干個壓力傳感器，主體框架內(nèi)部放置有自制垮落體?？迓渖Ⅲw的力學(xué)傳遞特性及垮落體與救援通道支護(hù)體相互作用關(guān)系，能實測救援通道開挖過程中垮落體位移、相互作用力及支護(hù)體受力及垮落散體空間結(jié)構(gòu)。
【IPC分類】G01M99-00
【公開號】CN104849081
【申請?zhí)枴緾N201510224340
【發(fā)明人】郝傳波, 肖福坤, 蔣元男, 張國華, 胡剛, 劉剛, 遲學(xué)海
【申請人】黑龍江科技大學(xué)
【公開日】2015年8月19日
【申請日】2015年5月6日