[实用新型]一种采煤工作面模拟支架

说明书

技术领域

本实用新型涉及采矿相似材料模拟试验设备技术领域，特别是一种采煤工作面模拟支架。

背景技术

目前在相似模拟实验中多采用刚性的压力传感器作为实际采煤工作面液/气支架的模拟材料。刚性压力传感器具有与实际液/气支架存在很多不能拟合的弊端，例如：刚性压力传感器很难实现液/气支架初撑的工序、同时刚性传感器不能实现液/气支架活柱下缩的工作、另外采煤工作面液/气支架在超载时会进行泄压确保液/气支架的工作阻力恒定，实验室模拟中也无法准确模拟。

实用新型内容

针对上述部分问题，本实用新型提供了一种采煤工作面模拟支架，所述支架包括上钢板、气囊和下钢板；所述下钢板的一端有钻孔，所述钻孔在与钢板横截面平行的端面的中间，所述下钢板的另一端封闭；所述下钢板上还有通孔，所述通孔在与下钢板横截面垂直的平面上，并且与所述钻孔相通；在所述通孔上面有气囊，所述气囊的上下端有口；所述口上安装有金属法兰，所述金属法兰通过连接件将所述气囊与上钢板或下钢板连接，而与下钢板连接的金属法兰有与下钢板的通孔相通的孔。

本实用新型中通过采用气囊来实现支架的恒阻和压死现象的模拟。在气囊中可以充液体也可以充气体，当现场支架工作阻力过大时，通过减少气囊中所充的介质可以方便泄压；而当压力低于设定值时，保持气囊中所充介质的量不变，能够方便实现支架的恒阻。当工作面支撑压力较大时，现场支架会存在被压死的情况，而本实用新型同样可以模拟这一过程。当压力值一直较大时，模拟支架上钢板将不断降低，最终会导致模拟支架压死的现象。

附图说明

图1本实用新型一个实施例中的模拟支架结构示意图；

图2为图1模拟支架的左视图；

图中，1为气囊，2为通孔，3为钻孔，4为上钢板，5为下钢板。

具体实施方式

在一个实施例中，提供了一种采煤工作面模拟支架，所述支架包括上钢板、气囊和下钢板；所述下钢板的一端有钻孔，所述钻孔在与钢板横截面平行的端面的中间，所述下钢板的另一端封闭；所述下钢板上还有通孔，所述通孔在与下钢板横截面垂直的平面上，并且与所述钻孔相通；在所述通孔上面有气囊，所述气囊的上下端有口；所述口上安装有金属法兰，所述金属法兰通过连接件将所述气囊与上钢板或下钢板连接，而与下钢板连接的金属法兰有与下钢板的通孔相通的孔。

所述钻孔位于下钢板的侧面的中间位置是为了保证下钢板的稳定性和气密性，但是对直径的选取没有特别要求。通过所述钻孔，所述支架可以和胶管相接，用于给支架的气囊充介质，所述介质可以是空气也可以是液体，优选的，食用油。

所述通孔通过法兰来保证气囊和下钢板之间的气密性，是用来配合钻孔给气囊排气或者充气的。

所述气囊的大小对试验影响不大，主要依据模拟试验的采高来确定。而由于所述气囊均是相通的，根据气液体的各向同性的性质，因此采用多个气囊受力都是均匀的，但为了保证上钢板和下钢板受力均匀，优选的，所述气囊在上钢板和下钢板之间等间距分布排列。而所述气囊具体数量的设置根据模拟支架的长度来设置即可，优选的，可以采用偶数个。

为了保证气囊和下钢板的通孔之间的气密性，气囊的上下端均用金属法兰固定，而金属法兰和上钢板或下钢板之间用连接件固定，所述连接件可以为螺钉。而气囊下端有口，因此对于固定气囊下端的金属法兰需要打相应的孔。

下面结合附图1和2为本实用新型的一个具体设计。

图1为本实用新型一个实施例中的模拟支架结构示意图；图中，1为气囊，2为通孔，3为钻孔，4为上钢板，5为下钢板；图2为图1模拟支架的左视图；图中，1为气囊，3为钻孔，4为上钢板，5为下钢板。在图1中上钢板和下钢板长200mm；其中，上钢板厚度5mm，下钢板厚度8mm，在下钢板上打有直径4mm的钻孔；在上钢板和下钢板之间均匀分布有4个气囊，气囊高30mm，在气囊的下端有直径4mm的孔。

综上所述，本实用新型中通过采用气囊来实现支架的恒阻和压死现象的模拟。当现场支架工作阻力过大时，通过减少气囊中所充介质的多少来方便泄压，而当压力低于设定值时保持气囊中所充介质量的不变，能够方便实现支架的恒阻。当工作面支撑压力较大时，现场支架会存在被压死的情况，而本发明同样可以模拟这一过程。当压力值一直较大时，模拟支架上钢板将不断降低，最终会导致模拟支架压死的现象。

以上对本公开内容进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。