本實(shí)用新型涉及一種實(shí)驗(yàn)臺(tái)，特別是涉及一種用于模擬采礦工程現(xiàn)場(chǎng)條件的教學(xué)模擬實(shí)驗(yàn)臺(tái)。

背景技術(shù)：

二維、三維模擬實(shí)驗(yàn)臺(tái)是在巖土工程、采礦工程中對(duì)現(xiàn)場(chǎng)條件進(jìn)行物理相似模擬使用的實(shí)驗(yàn)器材，通過(guò)相似理論對(duì)巖層、構(gòu)造、應(yīng)力、支護(hù)條件進(jìn)行物理模擬，以通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)巖層運(yùn)動(dòng)規(guī)律以及檢驗(yàn)支護(hù)效果。

傳統(tǒng)的普通二維或三維模擬實(shí)驗(yàn)臺(tái)用途單一，二維實(shí)驗(yàn)臺(tái)只能進(jìn)行二維范圍內(nèi)的模擬，三維只能進(jìn)行三維范圍內(nèi)的模擬，在使用上有很大的局限性，尺寸固定無(wú)法調(diào)節(jié)，用途單一，利用率較低，造成材料及人工的浪費(fèi)，實(shí)驗(yàn)設(shè)備成本高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種多功能巷道支護(hù)與采場(chǎng)應(yīng)力教學(xué)模擬實(shí)驗(yàn)臺(tái)，可實(shí)現(xiàn)二維條件下的相似模擬實(shí)驗(yàn)，也可實(shí)現(xiàn)三維條件下的相似模擬實(shí)驗(yàn)，減少實(shí)驗(yàn)設(shè)備的占地與投入，提高實(shí)驗(yàn)設(shè)備利用率。

本實(shí)用新型多功能巷道支護(hù)與采場(chǎng)應(yīng)力教學(xué)模擬實(shí)驗(yàn)臺(tái)，包括實(shí)驗(yàn)臺(tái)框架、頂部加壓系統(tǒng)，所述實(shí)驗(yàn)臺(tái)框架為矩形框架，所述實(shí)驗(yàn)臺(tái)框架包括底座、頂部擋板、左側(cè)擋板、右側(cè)擋板、多個(gè)可拆卸活動(dòng)擋板，所述底座、頂部擋板、左側(cè)擋板、右側(cè)擋板圍成所述矩形框架，所述頂部加壓系統(tǒng)固定在頂部擋板的底部，在實(shí)驗(yàn)臺(tái)框架內(nèi)前后設(shè)置有至少兩組側(cè)向移動(dòng)加壓系統(tǒng)，頂部加壓系統(tǒng)的組數(shù)與側(cè)向移動(dòng)加壓系統(tǒng)的組數(shù)相同，每組所述側(cè)向移動(dòng)加壓系統(tǒng)包括側(cè)向液壓位置調(diào)節(jié)系統(tǒng)、側(cè)向加壓系統(tǒng)、移動(dòng)調(diào)節(jié)臺(tái)、側(cè)向加壓擋板，所述側(cè)向液壓位置調(diào)節(jié)系統(tǒng)和所述側(cè)向加壓系統(tǒng)均平行于底座設(shè)置，所述移動(dòng)調(diào)節(jié)臺(tái)和所述側(cè)向加壓擋板均垂直于底座設(shè)置，所述移動(dòng)調(diào)節(jié)臺(tái)的下端、所述側(cè)向加壓擋板的下端分別與所述底座滑動(dòng)連接，所述側(cè)向液壓位置調(diào)節(jié)系統(tǒng)的一端與左側(cè)擋板固定并驅(qū)動(dòng)所述移動(dòng)調(diào)節(jié)臺(tái)在底座上滑動(dòng)，所述側(cè)向加壓系統(tǒng)的兩端分別與所述移動(dòng)調(diào)節(jié)臺(tái)和所述側(cè)向加壓擋板固定連接，多個(gè)所述可拆卸活動(dòng)擋板并排連接在所述移動(dòng)調(diào)節(jié)臺(tái)與所述右側(cè)擋板之間，所述側(cè)向加壓擋板、底座、右側(cè)擋板、可拆卸活動(dòng)擋板之間形成模擬材料承載空間。

本實(shí)用新型多功能巷道支護(hù)與采場(chǎng)應(yīng)力教學(xué)模擬實(shí)驗(yàn)臺(tái)，其中，每組所述側(cè)向移動(dòng)加壓系統(tǒng)還包括豎直設(shè)置的鎖緊推桿，所述鎖緊推桿為具有多段并可鎖定在任意位置的可伸縮桿，所述鎖緊推桿的下端固定在所述移動(dòng)調(diào)節(jié)臺(tái)的上端，所述鎖緊推桿的上端與頂部擋板的底部相抵。

本實(shí)用新型多功能巷道支護(hù)與采場(chǎng)應(yīng)力教學(xué)模擬實(shí)驗(yàn)臺(tái)，其中，所述頂部加壓系統(tǒng)、側(cè)向加壓系統(tǒng)、側(cè)向液壓位置調(diào)節(jié)系統(tǒng)均為液壓油缸。

本實(shí)用新型多功能巷道支護(hù)與采場(chǎng)應(yīng)力教學(xué)模擬實(shí)驗(yàn)臺(tái)，其中，所述側(cè)向移動(dòng)加壓系統(tǒng)為兩組。

本實(shí)用新型多功能巷道支護(hù)與采場(chǎng)應(yīng)力教學(xué)模擬實(shí)驗(yàn)臺(tái)與現(xiàn)有技術(shù)不同之處在于本實(shí)用新型多功能巷道支護(hù)與采場(chǎng)應(yīng)力教學(xué)模擬實(shí)驗(yàn)臺(tái)包括至少兩組側(cè)向移動(dòng)加壓系統(tǒng)，相當(dāng)于至少兩個(gè)小型的二維模擬實(shí)驗(yàn)臺(tái)組合而成，側(cè)向移動(dòng)加壓系統(tǒng)包括側(cè)向液壓位置調(diào)節(jié)系統(tǒng)、移動(dòng)調(diào)節(jié)臺(tái)、側(cè)向加壓系統(tǒng)和側(cè)向加壓擋板，側(cè)向加壓系統(tǒng)的一端與移動(dòng)調(diào)節(jié)臺(tái)固定連接，側(cè)向加壓擋板與側(cè)向加壓系統(tǒng)的另一端固定連接，側(cè)向液壓位置調(diào)節(jié)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)移動(dòng)調(diào)節(jié)臺(tái)在底座上滑動(dòng)，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)側(cè)向加壓擋板在底座上滑動(dòng)，可以改變實(shí)驗(yàn)臺(tái)橫向?qū)挾?，?shí)驗(yàn)時(shí)使用方法靈活多樣，可以根據(jù)實(shí)驗(yàn)的需要選擇單獨(dú)使用一組側(cè)向移動(dòng)加壓系統(tǒng)即使用一個(gè)二維模擬實(shí)驗(yàn)臺(tái)或組合成二維或三維實(shí)驗(yàn)臺(tái)，并選擇最合適的尺寸，實(shí)現(xiàn)了一個(gè)實(shí)驗(yàn)臺(tái)對(duì)二維、三維的模擬要求，提高了實(shí)驗(yàn)臺(tái)的利用率，縮短實(shí)驗(yàn)時(shí)間，降低實(shí)驗(yàn)成本。

本實(shí)用新型在進(jìn)行二維相似模擬時(shí)，可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)頂部加壓與側(cè)向加壓，更好的對(duì)某些側(cè)壓較大的地質(zhì)條件進(jìn)行模擬；本實(shí)用新型在進(jìn)行二維相似模擬時(shí)，可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)兩組或多組二維相似模擬實(shí)驗(yàn)的同時(shí)進(jìn)行，提高效率。

下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的多功能巷道支護(hù)與采場(chǎng)應(yīng)力教學(xué)模擬實(shí)驗(yàn)臺(tái)作進(jìn)一步說(shuō)明。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型多功能巷道支護(hù)與采場(chǎng)應(yīng)力教學(xué)模擬實(shí)驗(yàn)臺(tái)的主視圖；

圖2為圖1中側(cè)向移動(dòng)加壓系統(tǒng)的分布圖；

圖3為本實(shí)用新型多功能巷道支護(hù)與采場(chǎng)應(yīng)力教學(xué)模擬實(shí)驗(yàn)臺(tái)進(jìn)行二維模擬實(shí)驗(yàn)時(shí)的狀態(tài)圖；

圖4為本實(shí)用新型多功能巷道支護(hù)與采場(chǎng)應(yīng)力教學(xué)模擬實(shí)驗(yàn)臺(tái)進(jìn)行三維模擬實(shí)驗(yàn)室的狀態(tài)圖。

具體實(shí)施方式

如圖1和圖2所示，本實(shí)用新型多功能巷道支護(hù)與采場(chǎng)應(yīng)力教學(xué)模擬實(shí)驗(yàn)臺(tái)包括實(shí)驗(yàn)臺(tái)框架1及位于實(shí)驗(yàn)臺(tái)框架1內(nèi)的兩組頂部加壓系統(tǒng)2和兩組側(cè)向移動(dòng)加壓系統(tǒng)3，每組側(cè)向移動(dòng)加壓系統(tǒng)3包括側(cè)向液壓位置調(diào)節(jié)系統(tǒng)31、側(cè)向加壓系統(tǒng)32、移動(dòng)調(diào)節(jié)臺(tái)33、側(cè)向加壓擋板34、豎直設(shè)置的鎖緊推桿35，頂部加壓系統(tǒng)2、側(cè)向加壓系統(tǒng)32、側(cè)向液壓位置調(diào)節(jié)系統(tǒng)31均包含多個(gè)液壓油缸，如圖1所示，每組頂部加壓系統(tǒng)包含8個(gè)液壓油缸，側(cè)向液壓位置調(diào)節(jié)系統(tǒng)31包括3個(gè)液壓油缸，側(cè)向加壓系統(tǒng)包括3個(gè)液壓油缸。

結(jié)合圖1和圖2所示，為防止移動(dòng)調(diào)節(jié)臺(tái)33、鎖緊推桿35、側(cè)向加壓擋板34在移動(dòng)時(shí)與頂部加壓系統(tǒng)2碰撞，將頂部加壓系統(tǒng)2與鎖緊推桿35錯(cuò)開(kāi)布置。

如圖1和圖2所示，實(shí)驗(yàn)臺(tái)框架1為矩形框架，實(shí)驗(yàn)臺(tái)框架1包括底座11、頂部擋板12、左側(cè)擋板13、右側(cè)擋板14、多個(gè)可拆卸活動(dòng)擋板15，底座11、頂部擋板12、左側(cè)擋板13、右側(cè)擋板14圍成矩形框架。

如圖1和圖2所示，兩組頂部加壓系統(tǒng)2前后間隔布置，頂部加壓系統(tǒng)2固定在頂部擋板12的底部，兩組側(cè)向移動(dòng)加壓系統(tǒng)3在實(shí)驗(yàn)臺(tái)框架1內(nèi)前后間隔設(shè)置，側(cè)向液壓位置調(diào)節(jié)系統(tǒng)31和側(cè)向加壓系統(tǒng)32均平行于底座11設(shè)置，移動(dòng)調(diào)節(jié)臺(tái)33和側(cè)向加壓擋板34均垂直于底座11設(shè)置，底座11上設(shè)置有軌道，移動(dòng)調(diào)節(jié)臺(tái)33的下端、側(cè)向加壓擋板34的下端均設(shè)置有滑槽，滑槽與軌道配合使得移動(dòng)調(diào)節(jié)臺(tái)33和側(cè)向加壓擋板34可在底座11上滑動(dòng)，側(cè)向液壓位置調(diào)節(jié)系統(tǒng)31的左端與左側(cè)擋板13的右側(cè)面固定，側(cè)向液壓位置調(diào)節(jié)系統(tǒng)31的右端與移動(dòng)調(diào)節(jié)臺(tái)33的左側(cè)面固定連接，側(cè)向加壓系統(tǒng)32的左端與移動(dòng)調(diào)節(jié)臺(tái)33的右側(cè)面固定連接，側(cè)向加壓系統(tǒng)32的右端與側(cè)向加壓擋板34的左側(cè)面固定連接，鎖緊推桿35為具有多段并可鎖定在任意位置的可伸縮桿，鎖緊推桿35的下端固定在移動(dòng)調(diào)節(jié)臺(tái)33的上端，鎖緊推桿35的上端可與頂部擋板12的底部相抵實(shí)現(xiàn)鎖定。

側(cè)向液壓位置調(diào)節(jié)系統(tǒng)31的液壓油缸伸縮時(shí)可以驅(qū)動(dòng)移動(dòng)調(diào)節(jié)臺(tái)33在底座11上左右滑動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)側(cè)向加壓擋板34移動(dòng)，移動(dòng)調(diào)節(jié)臺(tái)33移動(dòng)到適當(dāng)位置時(shí)，鎖定鎖緊推桿35，鎖緊推桿35的上端與頂板擋板12的底部相抵，將移動(dòng)調(diào)節(jié)臺(tái)33的當(dāng)前位置鎖定，防止移動(dòng)調(diào)節(jié)臺(tái)33繼續(xù)移動(dòng)，適當(dāng)位置是指使得實(shí)驗(yàn)臺(tái)寬度適合于實(shí)驗(yàn)的要求。

結(jié)合圖1和圖2所示，移動(dòng)調(diào)節(jié)臺(tái)33上設(shè)置有多個(gè)螺栓孔331，右側(cè)擋板14上設(shè)置有多個(gè)螺栓孔141，移動(dòng)調(diào)節(jié)臺(tái)33和右側(cè)擋板14的前側(cè)和后側(cè)均連接可拆卸活動(dòng)擋板15，可拆卸活動(dòng)擋板15的左端通過(guò)螺栓16和螺栓孔331與移動(dòng)調(diào)節(jié)臺(tái)33連接，可拆卸活動(dòng)擋板的右端通過(guò)螺栓17和螺栓孔141與右側(cè)擋板14連接，多個(gè)可拆卸活動(dòng)擋板15并排設(shè)置，且相鄰兩個(gè)可拆卸活動(dòng)擋板15之間沒(méi)有間隙，側(cè)向加壓擋板34、底座11、右側(cè)擋板14、位于前側(cè)的可拆卸活動(dòng)擋板15、位于后側(cè)的可拆卸活動(dòng)擋板15之間形成模擬材料承載空間，模擬材料承載空間用于填入相似模擬材料，頂部加壓系統(tǒng)2和側(cè)向加壓系統(tǒng)32正對(duì)模擬材料承載空間?？刹鹦痘顒?dòng)擋板15的個(gè)數(shù)可以根據(jù)實(shí)驗(yàn)的高度選擇。

本實(shí)用新型中多組側(cè)向液壓位置調(diào)節(jié)系統(tǒng)之間獨(dú)立控制，每組側(cè)向液壓位置調(diào)節(jié)系統(tǒng)內(nèi)的液壓油缸同步控制；多組側(cè)向加壓系統(tǒng)之間獨(dú)立控制，每組側(cè)向加壓系統(tǒng)內(nèi)的液壓油缸同步控制；兩組頂部加壓系統(tǒng)之間獨(dú)立控制，每組頂部加壓系統(tǒng)內(nèi)的液壓油缸單獨(dú)控制。

如圖3所示，進(jìn)行二維相似模擬實(shí)驗(yàn)時(shí)，首先，調(diào)節(jié)移動(dòng)調(diào)節(jié)臺(tái)33并鎖定鎖緊推桿35，使得實(shí)驗(yàn)臺(tái)寬度適合于實(shí)驗(yàn)的要求，若同時(shí)進(jìn)行不同的二維相似模擬實(shí)驗(yàn)，則可以分別調(diào)節(jié)兩個(gè)移動(dòng)調(diào)節(jié)臺(tái)的位置，滿足不同實(shí)驗(yàn)的要求。其次，在單側(cè)實(shí)驗(yàn)臺(tái)的右側(cè)擋板14和移動(dòng)調(diào)節(jié)臺(tái)33的前后兩側(cè)，使用螺栓16和螺栓17將第一層可拆卸活動(dòng)擋板15固定于螺栓孔331和螺栓孔141上，第一塊可拆卸活動(dòng)擋板然后向側(cè)向加壓擋板34、底座11、右側(cè)擋板14、位于前側(cè)的可拆卸活動(dòng)擋板15、位于后側(cè)的可拆卸活動(dòng)擋板15之間形成的模擬材料承載空間填入相似模擬材料，然后自下而上依次安裝可拆卸活動(dòng)擋板15，直至達(dá)到實(shí)驗(yàn)的目的高度。然后，根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求利用頂部加壓系統(tǒng)2、側(cè)向加壓系統(tǒng)32，對(duì)模型施加預(yù)定的壓力。最后，經(jīng)過(guò)自然的水分蒸發(fā)后，拆除部分擋板，進(jìn)行開(kāi)挖等實(shí)驗(yàn)步驟。

如圖4所示，在進(jìn)行三維相似模擬實(shí)驗(yàn)時(shí)，首先，將兩個(gè)移動(dòng)調(diào)節(jié)臺(tái)33同步調(diào)節(jié)至相同寬度，之后鎖定鎖緊推桿35，成為三維實(shí)驗(yàn)臺(tái)。其次，在位于前側(cè)的移動(dòng)調(diào)節(jié)臺(tái)33的前側(cè)和右側(cè)擋板14的前側(cè)安裝第一層可拆卸活動(dòng)擋板15，在位于后側(cè)的移動(dòng)調(diào)節(jié)臺(tái)33的后側(cè)和右側(cè)擋板14的后側(cè)之間安裝第一層可拆卸活動(dòng)擋板15，然后向可拆卸活動(dòng)擋板15中間的空間即模擬材料承載空間填入相似模擬材料，然后自下而上依次安裝可拆卸活動(dòng)擋板15，直至達(dá)到實(shí)驗(yàn)的目的高度，一邊安裝可拆卸活動(dòng)擋板15，一邊填入相似模擬材料。然后，根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求利用頂部加壓系統(tǒng)2、側(cè)向加壓系統(tǒng)32對(duì)模型施加預(yù)定的壓力。最后，經(jīng)過(guò)自然的水分蒸發(fā)后，拆除部分擋板，進(jìn)行開(kāi)挖等實(shí)驗(yàn)步驟。

本實(shí)用新型多功能巷道支護(hù)與采場(chǎng)應(yīng)力教學(xué)模擬實(shí)驗(yàn)臺(tái)中包括兩組側(cè)向移動(dòng)加壓系統(tǒng)，相當(dāng)于由兩個(gè)小型的二維模擬實(shí)驗(yàn)臺(tái)組合而成，每個(gè)都可以單獨(dú)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，側(cè)向移動(dòng)加壓系統(tǒng)包括側(cè)向液壓位置調(diào)節(jié)系統(tǒng)、移動(dòng)調(diào)節(jié)臺(tái)、側(cè)向加壓系統(tǒng)和側(cè)向加壓擋板，側(cè)向加壓系統(tǒng)的一端與移動(dòng)調(diào)節(jié)臺(tái)固定連接，側(cè)向加壓擋板與側(cè)向加壓系統(tǒng)的另一端固定連接，側(cè)向液壓位置調(diào)節(jié)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)移動(dòng)調(diào)節(jié)臺(tái)在底座上滑動(dòng)，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)側(cè)向加壓擋板在底座上滑動(dòng)，可以改變實(shí)驗(yàn)臺(tái)橫向?qū)挾?，?shí)驗(yàn)時(shí)使用方法靈活多樣，可以根據(jù)實(shí)驗(yàn)的需要選擇單獨(dú)使用一組側(cè)向移動(dòng)加壓系統(tǒng)即使用一個(gè)二維模擬實(shí)驗(yàn)臺(tái)或組合成二維或三維實(shí)驗(yàn)臺(tái)，并選擇最合適的尺寸，實(shí)現(xiàn)了一個(gè)實(shí)驗(yàn)臺(tái)對(duì)二維、三維的模擬要求，提高了實(shí)驗(yàn)臺(tái)的利用率，縮短實(shí)驗(yàn)時(shí)間，降低實(shí)驗(yàn)成本。

本實(shí)用新型在進(jìn)行二維相似模擬時(shí)，可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)頂部加壓與側(cè)向加壓，更好的對(duì)某些側(cè)壓較大的地質(zhì)條件進(jìn)行模擬；還可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)兩組二維相似模擬實(shí)驗(yàn)的同時(shí)進(jìn)行，提高效率。

以上所述的實(shí)施例僅僅是對(duì)本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行描述，并非對(duì)本實(shí)用新型的范圍進(jìn)行限定，在不脫離本實(shí)用新型設(shè)計(jì)精神的前提下，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案作出的各種變形和改進(jìn)，均應(yīng)落入本實(shí)用新型權(quán)利要求書(shū)確定的保護(hù)范圍內(nèi)。