[实用新型]一种平面模型架上覆岩层载荷加载装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种载荷加载装置，尤其是涉及一种平面模型架上覆 岩层载荷加载装置。

背景技术

平面模型架是研究采场上覆岩层移动规律的一种装置。例如：平面应 力模型被用来解决采场问题，平面应变模型被用来解决巷道问题。相似材 料模拟实验法的实质，就是用与原型物理力学性质相似的人工材料按几何 相似常数缩制成模型，在保证模型与原型初始状态和边界条件相似的情况 下，通过对模型进行模拟开挖，来观察和观测模型采空区上方的地表移动 规律、竖向三带的发育特征、裂隙发育特征等。

在很多情况下，由于平面模型架比例和实验室条件限制，相似材料模 型并不能将采场上覆岩层完全模拟，所以只能模拟到一定层位，剩余部分 用铁砖或铁砂代替。由于铁砖重量有限，如果模拟埋藏较深的岩层，则需 要摆放大量的铁砖，因相似材料模型的顶部空间有限，铁砖只能逐层摆放， 铁砖可能会从平面模型架侧面坠落，对实验人员会造成一定的危险。采用 铁砂对相似材料模型加压时，相似材料模型顶面面积小，铁砂的固定装置 难以在相似材料模型的顶部固定。且采用铁砖和铁砂对相似材料模型加 压，当煤层开采达到一定范围时，相似材料模型的上覆岩层垮落到模型顶 部，铁砖和铁砂与相似材料模型顶面同步下沉，而实际采场煤层破坏区域 应力释放矿山压力向采场两边转移，因此，铁砖和铁砂对相似材料模型施 加的力并不能真实的反应采场应力分布。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述现有技术中的不足，提供一种平面模 型架上覆岩层载荷加载装置，其结构简单、设计合理且使用操作方便，能 有效传力，与现场相似度高，压力调节范围大，能够满足不同的实验要求， 并且施压精度高，解决了现有铁砖加载过程繁琐的问题，也提高了实验安 全性。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种平面模型架上 覆岩层载荷加载装置，其特征在于：包括平面模型架，所述平面模型架包 括底座和立柱，所述立柱的数量为两根，两根所述立柱的下端分别与底座 的左右两端固定连接，两根所述立柱均竖直设置且相互平行，所述立柱上 沿长度方向设置有多个连接孔，所述底座和两根立柱形成的空间为上覆岩 层放置区，所述上覆岩层放置区内设置有相似材料模型和载荷加载块，所 述载荷加载块位于相似材料模型的上方，所述载荷加载块包括由上至下依 次设置的施力板和弹性传力板，所述施力板与弹性传力板相粘结，所述平 面模型架的前后两侧对称设置有油缸安装板，所述油缸安装板的两端经穿 过连接孔的第一螺栓分别与两根立柱固定连接，所述施力板上设置有油 缸，所述油缸的活塞杆上连接有固定板，所述固定板与油缸安装板固定连 接。

上述的一种平面模型架上覆岩层载荷加载装置，其特征在于：所述弹 性传力板的前后两侧对称设置有防变形板，所述防变形板的两端经穿过连 接孔的第二螺栓分别与两根立柱固定连接，位于所述弹性传力板前侧的防 变形板和位于弹性传力板后侧的防变形板的数量均为两根，位于前侧的两 根所述防变形板的高度之和、位于后侧的两根所述防变形板的高度之和与 弹性传力板的高度三者均相等，所述防变形板位于油缸安装板的下方，所 述防变形板和油缸安装板平行。

上述的一种平面模型架上覆岩层载荷加载装置，其特征在于：所述立 柱、油缸安装板和防变形板均为槽钢。

上述的一种平面模型架上覆岩层载荷加载装置，其特征在于：所述油 缸的数量为两个，两个所述油缸对称设置在施力板的左右两端。

上述的一种平面模型架上覆岩层载荷加载装置，其特征在于：多个所 述连接孔沿立柱的长度方向均匀布设。

上述的一种平面模型架上覆岩层载荷加载装置，其特征在于：所述固 定板通过第三螺栓与油缸安装板固定连接。

本实用新型与现有技术相比具有以下优点：

1、本实用新型结构简单、设计合理且使用操作方便。

2、本实用新型通过在相似材料模型上方设置载荷加载块，且载荷加 载块包括由上至下依次设置的施力板和弹性传力板，这样随着工作面的推 进，上覆岩层会出现不同程度的下沉现象，当油缸施加压力后，由于弹性 传力板顶端与施力板粘贴，因此不会出现变形，但是底端因为材料本身的 特性会随着岩层的下沉而膨胀，这样弹性传力板仍然会与相似材料模型紧 密贴合，因此油缸所施加的压力仍然会传递给下部岩层，传力效果好，能 真实的反应采场应力分布。