一种浅埋弱胶结煤层巷道顶板支护模拟实验装置的制作方法

1.本实用新型涉及巷道顶板支撑实验装置技术领域，尤其涉及一种浅埋弱胶结煤层巷道顶板支护模拟实验装置。


背景技术：

2.浅埋弱胶结煤层一般认为是埋深不到150米的煤矿层，为了方便在浅埋弱胶结煤层中进行煤矿开采，一般都会在煤层中开设有巷道，而为了保证巷道的稳定，一般都会通过顶板和支护架对巷道的顶部进行支撑。
3.但是，现有技术中，不同结构的顶板其承压能力有所区别，为了了解不同结构顶板的承压能力，需要通过模拟实验装置对顶板的承压能力进行测试，因此，有必要提供一种新的浅埋弱胶结煤层巷道顶板支护模拟实验装置解决上述技术问题。


技术实现要素：

4.本实用新型解决的技术问题是提供一种使用方便，可以对顶板模型进行承压测试的浅埋弱胶结煤层巷道顶板支护模拟实验装置。
5.为解决上述技术问题，本实用新型提供的浅埋弱胶结煤层巷道顶板支护模拟实验装置包括：底座；四个支撑杆，四个支撑杆呈矩形分布固定安装在底座的顶部；连接板，所述连接板固定安装在四个支撑杆的顶端；转动杆，所述转动杆转动安装在连接板的顶部；第一锥形齿轮，所述第一锥形齿轮固定安装在转动杆的一端；内螺纹管，所述内螺纹管转动安装在连接板上；第二锥形齿轮，所述第二锥形齿轮固定套设在内螺纹管上，所述第一锥形齿轮与第二锥形齿轮啮合；单向螺杆，所述单向螺杆螺纹安装在内螺纹管内，所述单向螺杆的顶端和底端均延伸至内螺纹管外；压板，所述压板滑动套设在四个支撑杆上，所述单向螺杆的底端与压板的顶部固定连接；承压秤，所述承压秤固定安装在底座顶部。
6.优选的，所述连接板的顶部固定安装有支撑架，所述转动杆与支撑架转动连接。
7.优选的，所述内螺纹管上转动套设有支撑框，所述支撑框的底部与连接板的顶部固定连接，所述转动杆的一端贯穿支撑框并与支撑框转动连接。
8.优选的，所述转动杆的一端固定安装有转动盘。
9.优选的，所述承压秤的顶部上设有顶板模型。
10.与相关技术相比较，本实用新型提供的浅埋弱胶结煤层巷道顶板支护模拟实验装置具有如下有益效果：
11.本实用新型提供一种浅埋弱胶结煤层巷道顶板支护模拟实验装置，通过转动杆、第一锥形齿轮、内螺纹管、第二锥形齿轮、单向螺杆和压板相配合，可以对浅埋弱胶结煤层巷道顶板模型进行承压实验，以此来了解顶板模型的承压能力，通过承压秤可以将顶板模型承受的压力直接通过数值反馈出来，让实验人员能够更直观的了解不同顶板模型之间的承压差距。
12.为解决上述技术问题，本实用新型提供的浅埋弱胶结煤层巷道顶板支护模拟实验
装置包括：腔体，所述腔体开设在压板上，所述腔体内转动安装有双向螺杆，所述双向螺杆的一端延伸至腔体外并固定安装有转动轮，所述双向螺杆上螺纹套设有两个带动块，两个带动块的底部均固定安装有压块，两个压块的底部均延伸至腔体外。
13.优选的，所述腔体内固定安装有两个滑杆，两个带动块均与两个滑杆滑动连接。
14.优选的，所述腔体的底部内壁上开设有滑孔，两个压块均与滑孔滑动连接。
15.与相关技术相比较，本实用新型提供的浅埋弱胶结煤层巷道顶板支护模拟实验装置具有如下有益效果：
16.本实用新型提供一种浅埋弱胶结煤层巷道顶板支护模拟实验装置，通过双向螺杆、转动轮、带动块和压块相配合，可以让模拟实验装置在局部挤压模式和整体挤压模式之间进行转换，使得模拟实验装置可以对顶板模型进行不同类型的模式测试，以对不同顶板模型的优缺点进行了解。
附图说明
17.图1为本实用新型提供的浅埋弱胶结煤层巷道顶板支护模拟实验装置的第一实施例的正视剖视结构示意图；
18.图2为本实用新型提供的浅埋弱胶结煤层巷道顶板支护模拟实验装置的第一实施例的侧视剖视结构示意图；
19.图3为本实用新型提供的浅埋弱胶结煤层巷道顶板支护模拟实验装置的第二实施例的正视剖视结构示意图；
20.图4为本实用新型提供的浅埋弱胶结煤层巷道顶板支护模拟实验装置的第二实施例的侧视剖视结构示意图。
21.图中标号：1、底座；2、支撑杆；3、连接板；4、转动杆；5、第一锥形齿轮；6、内螺纹管；7、第二锥形齿轮；8、单向螺杆；9、压板；10、承压秤；11、腔体；12、双向螺杆；13、转动轮；14、带动块；15、压块。
具体实施方式
22.下面结合附图和实施方式对本实用新型作进一步说明。
23.第一实施例
24.请结合参阅图1和图2，在本实用新型的第一实施例中，浅埋弱胶结煤层巷道顶板支护模拟实验装置包括：底座1；四个支撑杆2，四个支撑杆2呈矩形分布固定安装在底座1的顶部，四个支撑杆2不但可以对连接板3启动支撑作用，同时还可以对压板9启动定位作用，使得压板9在升降时更为平稳；连接板3，所述连接板3固定安装在四个支撑杆2的顶端；转动杆4，所述转动杆4转动安装在连接板3的顶部；第一锥形齿轮5，所述第一锥形齿轮5固定安装在转动杆4的一端；内螺纹管6，所述内螺纹管6转动安装在连接板3上；第二锥形齿轮7，所述第二锥形齿轮7固定套设在内螺纹管6上，所述第一锥形齿轮5与第二锥形齿轮7啮合；单向螺杆8，所述单向螺杆8螺纹安装在内螺纹管6内，所述单向螺杆8的顶端和底端均延伸至内螺纹管6外；压板9，所述压板9滑动套设在四个支撑杆2上，所述单向螺杆8的底端与压板9的顶部固定连接，压板9可以对顶板模型进行挤压，从而完成对顶板模型的承压测试；承压秤10，所述承压秤10固定安装在底座1顶部，承压秤10可以将顶板模型承受的压力通过数值
显示出来，以数值来对不同的顶板模型的数据进行对比，从而判断不同顶板模型的优劣。
25.所述连接板3的顶部固定安装有支撑架，所述转动杆4与支撑架转动连接，支撑架可以对转动杆4进行支撑，使得转动杆4在连接板3的顶部能够保持稳定。
26.所述内螺纹管6上转动套设有支撑框，所述支撑框的底部与连接板3的顶部固定连接，所述转动杆4的一端贯穿支撑框并与支撑框转动连接，支撑框不但可以对内螺纹管6进行支撑，保证内螺纹管6的稳定，同时还可以对转动杆4启动支撑作用，使得转动杆4受力更均匀。
27.所述转动杆4的一端固定安装有转动盘，转动盘结构与方向盘类似，通过转动盘对转动杆4进行转动更为方便省力。
28.所述承压秤10的顶部上设有顶板模型，顶板模型大多由塑料制作而成，为一次性消耗品，可以模拟不同结构的顶板，并以此推断出不同结构的承压能力。
29.本实用新型提供的浅埋弱胶结煤层巷道顶板支护模拟实验装置的工作原理如下：
30.在需要对浅埋弱胶结煤层巷道顶板模型进行抗压模拟实验时，将浅埋弱胶结煤层巷道顶板模型放置到承压秤10的顶部，随后，通过转动盘对转动杆4进行转动，转动杆4通过第一锥形齿轮5带动第二锥形齿轮7转动，第二锥形齿轮7带动内螺纹管6转动，在螺纹的作用下，内螺纹管6带动单向螺杆8下降，单向螺杆8带动压板9下降，直到压板9的底部与浅埋弱胶结煤层巷道顶板模型的顶部相接触并开始对浅埋弱胶结煤层巷道顶板模型进行挤压，与此同时，压板9在对浅埋弱胶结煤层巷道顶板模型进行挤压时，浅埋弱胶结煤层巷道顶板模型所受到的压力会反馈到承压秤10上并通过承压秤10显示出来，以此来判断浅埋弱胶结煤层巷道顶板模型的承压上限是多少，随后，可以对不同类型的顶板模型进行挤压，以此来了解不同结构顶板模型的承压能力，从而完成了对浅埋弱胶结煤层巷道顶板模型的抗压模拟实验。
31.与相关技术相比较，本实用新型提供的浅埋弱胶结煤层巷道顶板支护模拟实验装置具有如下有益效果：
32.本实用新型提供一种浅埋弱胶结煤层巷道顶板支护模拟实验装置，通过转动杆4、第一锥形齿轮5、内螺纹管6、第二锥形齿轮7、单向螺杆8和压板9相配合，可以对浅埋弱胶结煤层巷道顶板模型进行承压实验，以此来了解顶板模型的承压能力，通过承压秤10可以将顶板模型承受的压力直接通过数值反馈出来，让实验人员能够更直观的了解不同顶板模型之间的承压差距。
33.第二实施例：
34.基于本技术的第一实施例提供的浅埋弱胶结煤层巷道顶板支护模拟实验装置，本技术的第二实施例提出另一种浅埋弱胶结煤层巷道顶板支护模拟实验装置，第二实施例仅仅是第一实施例的优选的方式，第二实施例的实施对第一实施例的单独实施不会造成影响。
35.下面结合附图和实施方式对本实用新型的第二实施例作进一步说明。
36.请结合参阅图3和图4，在本实用新型的第二实施例中，浅埋弱胶结煤层巷道顶板支护模拟实验装置包括：腔体11，所述腔体11开设在压板9上，所述腔体11内转动安装有双向螺杆12，双向螺杆12可以调节两个压块15的位置，使得模拟实验装置可以在两种模式中进行切换，以此对顶板模型进行不同类型的承压测试，所述双向螺杆12的一端延伸至腔体
11外并固定安装有转动轮13，所述双向螺杆12上螺纹套设有两个带动块14，两个带动块14的底部均固定安装有压块15，两个压块15的底部均延伸至腔体11外。
37.所述腔体11内固定安装有两个滑杆，两个带动块14均与两个滑杆滑动连接，两个滑杆可以保证带动块14和压块15的稳定性，同时在对顶板模型进行挤压测试时，两个滑杆可以帮助双向螺杆12分散压力。
38.所述腔体11的底部内壁上开设有滑孔，两个压块15均与滑孔滑动连接，滑孔使得压块15可以延伸至腔体11外，并且可以对压块15的移动范围进行限定。
39.本实用新型提供的浅埋弱胶结煤层巷道顶板支护模拟实验装置的工作原理如下：
40.当需要测试顶板模型的局部承压能力时，通过转动轮13对双向螺杆12进行转动，在螺纹的作用下，双向螺杆12带动两个带动块14相互靠近，两个带动块14带动两个压块15相互靠近，直到两个压块15合并成一个锥形顶块，此时，压板9会带动压块15下降，然后通过压块15对顶板模型进行挤压，以此来了解不同顶板模型的局部承压能力。
41.与相关技术相比较，本实用新型提供的浅埋弱胶结煤层巷道顶板支护模拟实验装置具有如下有益效果：
42.本实用新型提供一种浅埋弱胶结煤层巷道顶板支护模拟实验装置，通过双向螺杆12、转动轮13、带动块14和压块15相配合，可以让模拟实验装置在局部挤压模式和整体挤压模式之间进行转换，使得模拟实验装置可以对顶板模型进行不同类型的模式测试，以对不同顶板模型的优缺点进行了解。
43.需要说明的是，本实用新型的设备结构和附图主要对本实用新型的原理进行描述，在该设计原理的技术上，装置的动力机构及控制系统等的设置并没有完全描述清楚，而在本领域技术人员理解上述实用新型的原理的前提下，可清楚获知其动力机构及控制系统的具体。
44.以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。