本實用新型涉及一種實驗架，尤其是涉及一種傾角可調(diào)式急傾斜煤層開采模擬實驗架。

背景技術(shù)：

急傾斜煤層是指地下開采時煤層傾角大于45°的煤層。急傾斜煤層在我國分布較廣，賦存條件復(fù)雜，開采礦井?dāng)?shù)量多，開采難度大，事故發(fā)生率高。實際開采之前，在實驗室內(nèi)對急傾斜煤層的開采過程進行模擬至關(guān)重要，通過模擬急傾斜煤層的開采過程對實際開采方法進行相應(yīng)調(diào)整，避免事故發(fā)生。目前實驗室內(nèi)所采用的急傾斜煤層開采模擬裝置一般都為大尺寸的急傾斜煤層開采模擬架，成本高，占用空間大且移動不便，同時存在裝架困難、實驗成本高、使用操作不便、費工費時、實驗周期較長、模擬效果較差等缺陷。因而，需對現(xiàn)有的急傾斜煤層開采模擬架進行改進，提出一種結(jié)構(gòu)簡單、尺寸小且使用操作簡便、使用效果好的傾角可調(diào)式急傾斜煤層開采模擬實驗架。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型所要解決的技術(shù)問題在于針對上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種傾角可調(diào)式急傾斜煤層開采模擬實驗架，其結(jié)構(gòu)簡單、設(shè)計合理、尺寸小且加工制作及使用操作簡便、使用效果好，能對急傾斜煤層的開采過程進行簡便模擬，并且所模擬煤層的傾角可調(diào)。

為解決上述技術(shù)問題，本實用新型采用的技術(shù)方案是：一種傾角可調(diào)式急傾斜煤層開采模擬實驗架，其特征在于：包括水平支撐架、支撐于水平支撐架上且其能在豎直面上進行上下轉(zhuǎn)動的豎向支撐框架、對急傾斜煤層進行模擬的模擬煤層、對位于所述急傾斜煤層上部的巖層進行模擬的上部模擬巖層、對位于所述急傾斜煤層下部的巖層進行模擬的下部模擬巖層和兩個分別安裝在所述豎向支撐框架前后兩側(cè)的豎向擋板，兩個所述豎向擋板呈對稱布設(shè)且二者均為透明平板；所述模擬煤層夾裝于上部模擬巖層和下部模擬巖層之間，所述模擬煤層由左至后逐漸向上傾斜，所述上部模擬巖層和下部模擬巖層均與模擬煤層呈平行布設(shè)，所述模擬煤層、上部模擬巖層和下部模擬巖層組成架體模擬結(jié)構(gòu)，所述架體模擬結(jié)構(gòu)為立方體結(jié)構(gòu)；所述豎向支撐框架的右側(cè)底部以鉸接方式安裝在水平支撐架上，所述水平支撐架上設(shè)置有對所述豎向支撐框架的左側(cè)底部進行支撐的水平支撐件，所述水平支撐件與所述豎向支撐框架呈垂直布設(shè)；所述豎向支撐框架的長度為1.5m～2.5m且其高度為1m～2m；

所述豎向支撐框架包括底部限位板、固定在底部限位板左側(cè)上方的左側(cè)限位件和固定在底部限位板右側(cè)上方的右側(cè)限位件，所述左側(cè)限位件和右側(cè)限位件呈平行布設(shè)且二者均與底部限位板呈垂直布設(shè)，所述底部限位板、左側(cè)限位件和右側(cè)限位件均布設(shè)在同一豎直面上；所述左側(cè)限位件和右側(cè)限位件的結(jié)構(gòu)相同和二者呈對稱布設(shè)，兩個所述豎向擋板的左側(cè)均通過一列左側(cè)固定螺栓固定在左側(cè)限位件上，所述左側(cè)限位件上開有多個分別供左側(cè)固定螺栓安裝的左側(cè)螺栓安裝孔；兩個所述豎向擋板的右側(cè)均通過一列右側(cè)固定螺栓固定在右側(cè)限位件上，所述右側(cè)限位件上開有多個分別供右側(cè)固定螺栓安裝的右側(cè)螺栓安裝孔；所述左側(cè)限位件、右側(cè)限位件、模擬煤層、上部模擬巖層和下部模擬巖層均位于兩個所述豎向擋板之間。

上述傾角可調(diào)式急傾斜煤層開采模擬實驗架，其特征是：多個所述左側(cè)螺栓安裝孔和多個所述右側(cè)螺栓安裝孔呈對稱布設(shè)，多個所述左側(cè)螺栓安裝孔由上至下布設(shè)在同一豎直面上且其呈均勻布設(shè)。

上述傾角可調(diào)式急傾斜煤層開采模擬實驗架，其特征是：所述水平支撐架為由多根型鋼桿件焊接而成的型鋼支架。

上述傾角可調(diào)式急傾斜煤層開采模擬實驗架，其特征是：所述底部限位板為長方形鋼板，所述左側(cè)限位件和右側(cè)限位件均由前后兩塊呈平行布設(shè)的豎向鋼板組成，兩塊所述豎向鋼板均為長方形鋼板且二者的底部分別焊接固定在底部限位板的前后兩側(cè)上方；所述左側(cè)限位件的兩塊所述豎向鋼板之間通過多個所述左側(cè)固定螺栓連接為一體，所述右側(cè)限位件的兩塊所述豎向鋼板之間通過多個所述右側(cè)固定螺栓連接為一體；

兩塊所述豎向鋼板均與所述架內(nèi)模擬結(jié)構(gòu)呈平行布設(shè)，所述架內(nèi)模擬結(jié)構(gòu)的左側(cè)夾持于左側(cè)限位件的兩塊所述豎向鋼板之間，所述架內(nèi)模擬結(jié)構(gòu)的右側(cè)夾持于右側(cè)限位件的兩塊所述豎向鋼板之間。

上述傾角可調(diào)式急傾斜煤層開采模擬實驗架，其特征是：兩個所述豎向擋板均為矩形平板且二者均為有機玻璃板。

上述傾角可調(diào)式急傾斜煤層開采模擬實驗架，其特征是：兩個所述豎向擋板均由多個擋板條由下至上拼接而成，多個所述擋板條的結(jié)構(gòu)和尺寸均相同，每個所述擋板條均為長方形有機玻璃板，每個所述擋板條的左側(cè)均通過左側(cè)固定螺栓固定在左側(cè)限位件上，且每個所述擋板條的右側(cè)均通過右側(cè)固定螺栓固定在右側(cè)限位件上。

上述傾角可調(diào)式急傾斜煤層開采模擬實驗架，其特征是：所述模擬煤層由多個煤層模擬板從下至上拼接而成，多個所述煤層模擬板的層厚均相同且其均呈平行布設(shè)，所述上部模擬巖層和下部模擬巖層由多個巖層模擬板從下至上拼接而成，多個所述巖層模擬板的層厚均相同且其層厚均與所述煤層模擬板的層厚相同，多個所述巖層模擬板均與所述煤層模擬板呈平行布設(shè)。

上述傾角可調(diào)式急傾斜煤層開采模擬實驗架，其特征是：所述煤層模擬板與底部限位板之間的夾角為45°。

上述傾角可調(diào)式急傾斜煤層開采模擬實驗架，其特征是：所述底部限位板的右側(cè)底部設(shè)置有一個鉸接軸，所述鉸接軸呈水平布設(shè)且其與底部限位板呈垂直布設(shè)，所述鉸接軸的前后兩端分別伸出至底部限位板外側(cè)；所述水平支撐架的右側(cè)上部設(shè)置有前后兩個分別供鉸接軸的前后兩端安裝的鉸接座，兩個所述鉸接座分別位于底部限位板的前后兩側(cè)。

上述傾角可調(diào)式急傾斜煤層開采模擬實驗架，其特征是：還包括墊裝于所述豎向支撐框架與水平支撐件之間的水平墊板；所述水平支撐件為方形鋼管。

本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點：

1、結(jié)構(gòu)簡單、設(shè)計合理且加工制作簡便，投入成本較低。

2、體積小、占用空間小且移動簡便。

3、裝架簡便，將下部模擬巖層、模擬煤層和上部模擬巖層由下至上裝在豎向支撐框架內(nèi)后，再將兩個豎向擋板分別安裝在豎向支撐框架的前后兩側(cè)即可。

4、傾角調(diào)整簡便且使用操作簡便、使用效果好，能對急傾斜煤層的開采過程進行簡便模擬，不僅能對不同傾角煤層的開采過程進行模擬，并且能對同一煤層不同高度開采位置的開采過程進行模擬，同時模擬效果直觀，省工省時，實驗周期短。

綜上所述，本實用新型結(jié)構(gòu)簡單、設(shè)計合理、尺寸小且加工制作及使用操作簡便、使用效果好，能對急傾斜煤層的開采過程進行簡便模擬，并且所模擬煤層的傾角可調(diào)。

下面通過附圖和實施例，對本實用新型的技術(shù)方案做進一步的詳細描述。

附圖說明

圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本實用新型水平支撐架、豎向支撐框架和豎向擋板的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為本實用新型水平支撐架、豎向支撐框架和架內(nèi)模擬結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖標記說明:

1—水平支撐架； 2-1—底部限位板； 2-2—左側(cè)限位件；

2-3—右側(cè)限位件； 3—豎向擋板； 4—模擬煤層；

5—上部模擬巖層； 6—下部模擬巖層； 7—左側(cè)固定螺栓；

8—右側(cè)固定螺栓； 9—鉸接軸； 10—鉸接座；

11—水平支撐件。

具體實施方式

如圖1、圖2及圖3所示，本實用新型包括水平支撐架1、支撐于水平支撐架1上且其能在豎直面上進行上下轉(zhuǎn)動的豎向支撐框架、對急傾斜煤層進行模擬的模擬煤層4、對位于所述急傾斜煤層上部的巖層進行模擬的上部模擬巖層5、對位于所述急傾斜煤層下部的巖層進行模擬的下部模擬巖層6和兩個分別安裝在所述豎向支撐框架前后兩側(cè)的豎向擋板3，兩個所述豎向擋板3呈對稱布設(shè)且二者均為透明平板；所述模擬煤層4夾裝于上部模擬巖層5和下部模擬巖層6之間，所述模擬煤層4由左至后逐漸向上傾斜，所述上部模擬巖層5和下部模擬巖層6均與模擬煤層4呈平行布設(shè)，所述模擬煤層4、上部模擬巖層5和下部模擬巖層6組成架體模擬結(jié)構(gòu)，所述架體模擬結(jié)構(gòu)為立方體結(jié)構(gòu)；所述豎向支撐框架的右側(cè)底部以鉸接方式安裝在水平支撐架1上，所述水平支撐架1上設(shè)置有對所述豎向支撐框架的左側(cè)底部進行支撐的水平支撐件11，所述水平支撐件11與所述豎向支撐框架呈垂直布設(shè)；所述豎向支撐框架的長度為1.5m～2.5m且其高度為1m～2m；

所述豎向支撐框架包括底部限位板2-1、固定在底部限位板2-1左側(cè)上方的左側(cè)限位件2-2和固定在底部限位板2-1右側(cè)上方的右側(cè)限位件2-3，所述左側(cè)限位件2-2和右側(cè)限位件2-3呈平行布設(shè)且二者均與底部限位板2-1呈垂直布設(shè)，所述底部限位板2-1、左側(cè)限位件2-2和右側(cè)限位件2-3均布設(shè)在同一豎直面上；所述左側(cè)限位件2-2和右側(cè)限位件2-3的結(jié)構(gòu)相同和二者呈對稱布設(shè)，兩個所述豎向擋板3的左側(cè)均通過一列左側(cè)固定螺栓7固定在左側(cè)限位件2-2上，所述左側(cè)限位件2-2上開有多個分別供左側(cè)固定螺栓7安裝的左側(cè)螺栓安裝孔；兩個所述豎向擋板3的右側(cè)均通過一列右側(cè)固定螺栓8固定在右側(cè)限位件2-3上，所述右側(cè)限位件2-3上開有多個分別供右側(cè)固定螺栓8安裝的右側(cè)螺栓安裝孔；所述左側(cè)限位件2-2、右側(cè)限位件2-3、模擬煤層4、上部模擬巖層5和下部模擬巖層6均位于兩個所述豎向擋板3之間。

實際加工時，可根據(jù)具體需要，對所述豎向支撐框架的長度和高度分別進行相應(yīng)調(diào)整。

本實施例中，多個所述左側(cè)螺栓安裝孔和多個所述右側(cè)螺栓安裝孔呈對稱布設(shè)，多個所述左側(cè)螺栓安裝孔由上至下布設(shè)在同一豎直面上且其呈均勻布設(shè)。

并且，多個所述左側(cè)螺栓安裝孔均位于左側(cè)限位件2-2的豎向中心線上，且多個所述右側(cè)螺栓安裝孔均位于右側(cè)限位件2-3的豎向中心線上。

本實施例中，所述水平支撐架1為由多根型鋼桿件焊接而成的型鋼支架。

本實施例中，所述底部限位板2-1為長方形鋼板，所述左側(cè)限位件2-2和右側(cè)限位件2-3均由前后兩塊呈平行布設(shè)的豎向鋼板組成，兩塊所述豎向鋼板均為長方形鋼板且二者的底部分別焊接固定在底部限位板2-1的前后兩側(cè)上方；所述左側(cè)限位件2-2的兩塊所述豎向鋼板之間通過多個所述左側(cè)固定螺栓7連接為一體，所述右側(cè)限位件2-3的兩塊所述豎向鋼板之間通過多個所述右側(cè)固定螺栓8連接為一體；

兩塊所述豎向鋼板均與所述架內(nèi)模擬結(jié)構(gòu)呈平行布設(shè)，所述架內(nèi)模擬結(jié)構(gòu)的左側(cè)夾持于左側(cè)限位件2-2的兩塊所述豎向鋼板之間，所述架內(nèi)模擬結(jié)構(gòu)的右側(cè)夾持于右側(cè)限位件2-3的兩塊所述豎向鋼板之間。

本實施例中，兩個所述豎向擋板3均為矩形平板且二者均為有機玻璃板。

并且，兩個所述豎向擋板3均由多個擋板條由下至上拼接而成，多個所述擋板條的結(jié)構(gòu)和尺寸均相同，每個所述擋板條均為長方形有機玻璃板，每個所述擋板條的左側(cè)均通過左側(cè)固定螺栓7固定在左側(cè)限位件2-2上，且每個所述擋板條的右側(cè)均通過右側(cè)固定螺栓8固定在右側(cè)限位件2-3上。

本實施例中，所述模擬煤層4由多個煤層模擬板從下至上拼接而成，多個所述煤層模擬板的層厚均相同且其均呈平行布設(shè)，所述上部模擬巖層5和下部模擬巖層6由多個巖層模擬板從下至上拼接而成，多個所述巖層模擬板的層厚均相同且其層厚均與所述煤層模擬板的層厚相同，多個所述巖層模擬板均與所述煤層模擬板呈平行布設(shè)。

本實施例中，所述煤層模擬板與底部限位板2-1之間的夾角為45°。

實際使用時，可根據(jù)具體需要，對所述煤層模擬板與底部限位板2-1之間的夾角進行相應(yīng)調(diào)整。

本實施例中，所述底部限位板2-1的右側(cè)底部設(shè)置有一個鉸接軸9，所述鉸接軸9呈水平布設(shè)且其與底部限位板2-1呈垂直布設(shè)，所述鉸接軸9的前后兩端分別伸出至底部限位板2-1外側(cè)；所述水平支撐架1的右側(cè)上部設(shè)置有前后兩個分別供鉸接軸9的前后兩端安裝的鉸接座10，兩個所述鉸接座10分別位于底部限位板2-1的前后兩側(cè)。

同時，本實用新型還包括墊裝于所述豎向支撐框架與水平支撐件11之間的水平墊板；所述水平支撐件11為方形鋼管。

實際使用時，通過調(diào)整所述墊板的高度對所述豎向支撐框架的傾斜角度進行相應(yīng)調(diào)整，從而達到對模擬煤層4、上部模擬巖層5和下部模擬巖層6的傾斜角度進行調(diào)整的目的，這樣能簡便實現(xiàn)對不同傾角急傾斜煤層的開采過程進行模擬。

實際使用過程中，采用本實用新型能對急傾斜煤層中不同高度開采位置的開采過程進行模擬，只需將該開采位置處的一個所述擋板條去除，并對模擬煤層4上該開采位置處進行開挖即可，實際操作簡便。并且，通過豎向擋板3能清楚、直觀對開采后所述架內(nèi)模擬結(jié)構(gòu)中各部分的位移及破壞狀況進行觀測。

以上所述，僅是本實用新型的較佳實施例，并非對本實用新型作任何限制，凡是根據(jù)本實用新型技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、變更以及等效結(jié)構(gòu)變化，均仍屬于本實用新型技術(shù)方案的保護范圍內(nèi)。