本發(fā)明屬于采礦工程及巖土工程領(lǐng)域中的相似材料模擬試驗；尤其涉及一種礦用相似材料二維模擬試驗系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

相似材料模擬試驗可以綜合考慮地下工程的結(jié)構(gòu)以及巖體力學(xué)狀態(tài)，通過不同材料的合理比例匹配，按照礦山實際地質(zhì)賦存條件和研究對象測試需要，科學(xué)地搭建出等地質(zhì)條件的相應(yīng)縮小比例模型，然后根據(jù)研究步驟有序開挖或采煤，觀測上覆煤（巖）層移動、變形和破壞等狀況，結(jié)合現(xiàn)有的理論基礎(chǔ)，進而推衍現(xiàn)場問題發(fā)生機理，從而為礦山安全高效開采以及巖土類工程順利實施提供重要支撐判據(jù)。

就目前而言，在搭建二維相似模擬試驗?zāi)Ｐ瓦^程中，由于試驗系統(tǒng)本身存在的問題，致使建模過程費時費力，并且效果不佳。傳統(tǒng)的試驗系統(tǒng)前后擋板均使用長為300cm，高為14cm的槽型鋼板，通過系統(tǒng)上部的提升裝置將其提升到預(yù)定高度，再人工將其貼近系統(tǒng)兩端的支撐臂，用螺母擰緊，通常情況下搭建一個完整的模型需要22-24塊擋板，當模型晾干到可以開挖的程度時，還需要將這些前后擋板全部卸下，且此過程至少需要3人同時配合作業(yè)，如此一來，光是拆卸擋板就需要耗費大量的人力和時間，而且每塊擋板的重量至少有20kg，如果在此過程中稍有不慎，導(dǎo)致?lián)醢逋蝗辉蚁聛恚蠊遣豢霸O(shè)想的，并且由于擋板反復(fù)使用，會發(fā)生彎曲變形，導(dǎo)致其無法與支撐臂上的孔一一對應(yīng)，螺母不能正常擰緊。另外，在現(xiàn)有技術(shù)中，建模的材料壓實主要是依托人工用力反復(fù)夯實完成，尤其是當模型較大較高時，需要的材料至少在4噸以上，壓實工作就顯得尤為困難，不僅費時費力，效率低下，而且在后期人的精力殆盡，壓實效果大打折扣，從而影響到試驗的準確性。

技術(shù)實現(xiàn)要素：
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本發(fā)明要解決的技術(shù)問題：提供一種礦用相似材料二維模擬試驗系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有技術(shù)的礦用相似材料二維模擬試驗系統(tǒng)前后擋板均使用長為300cm，高為14cm的槽型鋼板存在的操作復(fù)雜、安全隱患大，易彎曲變形；建模的材料壓實主要是依托人工用力反復(fù)夯實完成，尤其是當模型較大較高時，需要的材料至少在4噸以上，壓實工作就顯得尤為困難，不僅費時費力，效率低下，而且在后期人的精力殆盡，壓實效果大打折扣，從而影響到試驗的準確性等技術(shù)問題。

本發(fā)明技術(shù)方案：

一種礦用相似材料二維模擬試驗系統(tǒng)，它包括基座、系統(tǒng)懸梁和與基座及系統(tǒng)懸梁左右側(cè)固定連接的支撐臂，前擋板（一端與左支撐臂活動連接；另一端與右支撐臂固定連接；后部擋板與支撐臂活動連接。

所述前擋板高度為28厘米；每一塊前擋板（一端與左支撐臂通過鉸鏈活動連接；另一端通過插銷與有支撐臂固定連接。

后部擋板左右側(cè)通過轉(zhuǎn)軸與支撐臂活動連接；后部擋板從中間豎直分開為二個獨立組件擋板。

它還包括搗實裝置，所述搗實裝置包括震動加載器，震動加載器左右側(cè)通過連桿與壓筒連接；震動加載器上設(shè)置有扶手。

二個獨立組件擋板上分別設(shè)置有后部擋板把手。

后部擋板通過液壓泵控制。

本發(fā)明的有益效果：

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，主要優(yōu)點為：通過改進前后擋板的結(jié)構(gòu)和連接關(guān)系，避免了重復(fù)拆卸作業(yè)，節(jié)省人力物力，提高了作業(yè)效率，保證了試驗的安全性和科學(xué)性；通過改變擋板的結(jié)構(gòu)，提高了前后擋板的強度，降低了擋板受壓容易變形的缺陷；改進后的壓實裝置提高了壓實速度和質(zhì)量，減少了人為影響，減輕了作業(yè)負荷，降低了勞動程度，使得壓實后的模型更加逼近現(xiàn)場實際，對于高效安全地進行科學(xué)試驗有著重要意義；本發(fā)明解決了現(xiàn)有技術(shù)的礦用相似材料二維模擬試驗系統(tǒng)前后擋板均使用長為300cm，高為14cm的槽型鋼板存在的操作復(fù)雜、安全隱患大，易彎曲變形；建模的材料壓實主要是依托人工用力反復(fù)夯實完成，尤其是當模型較大較高時，需要的材料至少在4噸以上，壓實工作就顯得尤為困難，不僅費時費力，效率低下，而且在后期人的精力殆盡，壓實效果大打折扣，從而影響到試驗的準確性等技術(shù)問題。

附圖說明：

圖1是現(xiàn)有技術(shù)礦用相似材料二維模擬試驗系統(tǒng)前、后結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是現(xiàn)有技術(shù)礦用相似材料二維模擬試驗系統(tǒng)前、后擋板結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是現(xiàn)有技術(shù)礦用相似材料二維模擬試驗系統(tǒng)提升裝置結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是現(xiàn)有技術(shù)礦用相似材料二維模擬試驗系統(tǒng)搗實裝置結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是本發(fā)明改進后礦用相似材料二維模擬試驗系統(tǒng)前部結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6是本發(fā)明改進后礦用相似材料二維模擬試驗系統(tǒng)后部結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7是本發(fā)明改進后礦用相似材料二維模擬試驗系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8是本發(fā)明改進后礦用相似材料二維模擬試驗系統(tǒng)搗實裝置結(jié)構(gòu)示意圖；

圖中：1-系統(tǒng)懸梁，2-支撐臂，3-螺紋孔，4-基座，5-14cm擋板，6-提升裝置，7-提升控制器，8-提升吊環(huán)，9-上部加壓器，10-側(cè)部加壓器，11-插銷，12-插銷把手，13-卡槽，14-鉸鏈，15-前擋板，16-轉(zhuǎn)軸，17-后部擋板把手，18-后部擋板，19-微機測控數(shù)據(jù)儀，20-試驗計算機，21-震動加載器，22-扶手，23-連桿，24-壓筒。

具體實施方式：

一種礦用相似材料二維模擬試驗系統(tǒng)，它包括基座4、系統(tǒng)懸梁1和與基座4及系統(tǒng)懸梁1左右側(cè)固定連接的支撐臂2，前擋板15一端與左支撐臂活動連接；另一端與右支撐臂固定連接；后部擋板18與支撐臂2活動連接。

為了保證前擋板的受壓強度，又能保證人工壓實時的便利性；方便人工壓實操作；特將前擋板15高度設(shè)為28厘米；每一塊前擋板15一端與左支撐臂通過鉸鏈活動連接；另一端通過插銷11與有支撐臂固定連接；使得開啟和關(guān)閉前部擋板時便捷省力。

后部擋板18左右側(cè)通過轉(zhuǎn)軸與支撐臂2活動連接；后部擋板18從中間豎直分開為二個獨立組件擋板。二個獨立組件擋板上分別設(shè)置有后部擋板把手17；后部擋板18通過液壓泵來實現(xiàn)開啟和關(guān)閉。

所述搗實裝置包括震動加載器21，震動加載器21左右側(cè)通過連桿23與壓筒24連接；震動加載器21上設(shè)置有扶手22；輔料累積到一定厚度時，暫停倒料，使用搗實裝置進行壓實，握住扶手22，啟動震動加載器21，均勻滾動壓筒24，利用裝置的震動進行壓實。為防止壓筒24發(fā)生粘連，搗實前需要涂油。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種礦用相似材料二維模擬試驗系統(tǒng)，它包括基座（4）、系統(tǒng)懸梁（1）和與基座（4）及系統(tǒng)懸梁（1）左右側(cè)固定連接的支撐臂（2），其特征在于：前擋板（15）一端與左支撐臂活動連接；另一端與右支撐臂固定連接；后部擋板（18）與支撐臂（2）活動連接；本發(fā)明解決了現(xiàn)有技術(shù)的礦用相似材料二維模擬試驗系統(tǒng)前后擋板均使用長為300cm，高為14cm的槽型鋼板存在的操作復(fù)雜、安全隱患大，易彎曲變形；建模的材料壓實主要是依托人工用力反復(fù)夯實完成，尤其是當模型較大較高時，需要的材料至少在4噸以上，壓實工作就顯得尤為困難，不僅費時費力，效率低下，而且在后期人的精力殆盡，壓實效果大打折扣，從而影響到試驗的準確性等技術(shù)問題。

技術(shù)研發(fā)人員：劉萍;王春華;康向濤;韓森;劉懷謙;鄭上上;費雄;王仲良
受保護的技術(shù)使用者：貴州大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：2017.06.12
技術(shù)公布日：2017.08.11