[实用新型]尺寸与倾角可调节式煤矿采场相似模型试验系统

权利要求书

1.一种尺寸与倾角可调节式煤矿采场相似模型试验系统，其特 征在于，包括：模型承载框架、压力加载装置、模型框架旋转装置、 集中控制装置以及监测装置；

所述模型承载框架用于铺设采场相似模型；

所述集中控制装置用于根据试验设定的压力值向所述压力加载 装置发送施压控制指令以及根据试验设定的倾角值向所述模型框架 旋转装置发送旋转控制指令；

所述压力加载装置用于根据所述施压控制指令向所述模型承载 框架施加压力；

所述模型框架旋转装置用于根据所述旋转控制指令使所述模型 承载框架旋转所述设定的倾角；

所述监测装置用于监测所述采场相似模型在开挖过程中的状态。

2.根据权利要求1所述的尺寸与倾角可调节式煤矿采场相似模型 试验系统，其特征在于，所述模型承载框架内的左右两侧分别设有传 力垫块，所述传力垫块沿所述模型承载框架的中心线左右对称分布。

3.根据权利要求2所述的尺寸与倾角可调节式煤矿采场相似模型 试验系统，其特征在于，所述压力加载装置包括侧向压力加载装置和 顶部压力加载装置；所述侧向压力加载装置用于向所述模型施加水平 梯度压力；所述顶部压力加载装置用于向所述模型顶部施加垂直梯度 压力，以模拟煤矿的地表地貌。

4.根据权利要求1或2所述的尺寸与倾角可调节式煤矿采场相似 模型试验系统，其特征在于，所述压力加载装置包括压力加载油缸和 与所述压力加载油缸连接的均布压力加载器，所述压力加载油缸沿所 述模型承载框架的顶部横梁和竖梁等间距均匀分布，所述压力加载油 缸通过所述均布压力加载器向所述模型均匀施加压力。

5.根据权利要求4所述的尺寸与倾角可调节式煤矿采场相似模型 试验系统，其特征在于，所述顶部横梁上的每个压力加载油缸都分别 对应一个控制油路进行控制，所述竖梁上的同一高度的左右两个压力 加载油缸对应同一个控制油路进行控制，所述竖梁上的不同高度的压 力加载油缸对应不同的控制油路进行控制。

6.根据权利要求1或2所述的尺寸与倾角可调节式煤矿采场相似 模型试验系统，其特征在于，所述集中控制装置是高精度液压伺服控 制装置，所述高精度液压伺服控制装置包括工业控制计算机、液压控 制器、电液比例控制器、压力变送器；

所述工业控制计算机用于根据试验设定的压力值，将压力信号转 换为电信号并传输至所述电液比例控制器；

所述电液比例控制器用于根据所述电信号向所述压力加载装置 输出试验设定的压力值；

所述压力变送器用于监测所述压力加载装置向所述模型承载框 架施加的压力并将监测结果传输至所述液压控制器；

所述液压控制器用于对比所述监测结果和所述试验设定的压力 值并将对比结果传输至所述工业控制计算机；

所述工业控制计算机用于根据所述对比结果向所述电液比例控 制器发送修正信号，所述电液比例控制器根据所述修正信号调整向所 述压力加载装置输出的压力。

7.根据权利要求6所述的尺寸与倾角可调节式煤矿采场相似模型 试验系统，其特征在于，所述高精度液压伺服控制装置还包括定量泵、 过滤器、安全阀、蓄能器以及开关或换向阀；

所述定量泵将液压油通过过滤器及安全阀输送到所述蓄能器；所 述蓄能器储存一部分压力高于试验最高压力值的液压油；所述蓄能器 的出油口连接所述电液比例控制器，所述电液比例控制器将所述蓄能 器输出的液压油的压力值降低至所述试验设定的压力值。

8.根据权利要求1或2所述的尺寸与倾角可调节式煤矿采场相似 模型试验系统，其特征在于，所述模型框架旋转装置包括两个伸缩油 缸，所述伸缩油缸通过无级变速的形式控制所述模型承载框架单侧旋 转0-60°。

9.根据权利要求8所述的尺寸与倾角可调节式煤矿采场相似模型 试验系统，所述模型框架旋转装置还包括：旋转定位装置，所述旋转 定位装置位于所述模型承载框架的底部，旋转定位装置用于通过旋转 不同的角度模拟不用倾角的煤矿地层。