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(guān)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(nèi)實驗領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

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(cè)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(chǎn)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(chǎn)的正常進行，同時也會對采場內(nèi)工人的人身安全造成嚴(yán)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(yīng)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(yīng)用方法，與現(xiàn)有技術(shù)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(zhǔn)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(guān)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(dǎo)。

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(dǎo)致實驗時煤壁加固困難，或者由于加固的用力程度不當(dāng)，出現(xiàn)最后的實驗數(shù)據(jù)失真。

技術(shù)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(guān)系的基礎(chǔ)上，通過調(diào)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(shù)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(jīng)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(diào)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(diào)節(jié)裝置安裝在支架底板上，支架支撐力主和支架調(diào)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(shù)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(diào)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(jīng)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(diào)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(diào)節(jié)裝置安裝在支架底板上，支架支撐力主和支架調(diào)節(jié)裝置頂部分別和支架橫梁連接，可更好的操作相關(guān)設(shè)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(zhǔn)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(guān)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(dǎo)。

本實用新型具有簡單易操作，能安全、有效、經(jīng)濟地確定控制煤壁片幫的柔性加固參數(shù)，通過室內(nèi)物理實驗?zāi)苡行е笇?dǎo)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(yīng)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(biāo)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(jié)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(shù)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(jīng)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(diào)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(diào)節(jié)裝置安裝在支架底板上，支架支撐力主和支架調(diào)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(dǎo)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(zhǔn)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(guān)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(chǔ)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?nèi)嵝约庸体^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(guān)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(xì)地說明，但是只要實質(zhì)上沒有脫離本實用新型的實用新型點及效果，都屬于侵權(quán)，本實用新型可以有很多的變形，這對本領(lǐng)域的技術(shù)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(nèi)。