專利名稱：嵌入式巷道底鼓相似模擬實(shí)驗(yàn)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于實(shí)驗(yàn)設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及到一種嵌入式巷道底鼓相似模擬實(shí)
驗(yàn)裝置。
背景技術(shù)：
相似模擬實(shí)驗(yàn)是巖土、地質(zhì)、礦山等領(lǐng)域進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)研究的主要技術(shù)手段之一。 基于相似模擬理論和不同的研究目的，通過對巖層、巷(隧)道或硐室等相關(guān)研究內(nèi)容的相似模擬，得出有關(guān)的技術(shù)指標(biāo)和參數(shù)，從而對以上領(lǐng)域的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)實(shí)踐提供科學(xué)的依據(jù)。隨著近些年來煤炭開采逐漸走向深部，巷道底鼓問題日趨嚴(yán)重，嚴(yán)重影響了巷道的正常使用和工作面的正常生產(chǎn)。底鼓是一種采礦生產(chǎn)過程中常見的礦壓現(xiàn)象。底鼓嚴(yán)重影響巷道支護(hù)、軌道鋪設(shè)和無軌膠輪車行駛等，甚至于被迫現(xiàn)場停產(chǎn)來處理底鼓。引起底鼓的原因通常認(rèn)為有三個(gè)一是巷道底板巖性為軟巖，尤其軟巖遇水膨脹后，引起底鼓；二是在大采深條件下，作用于巖石的垂直應(yīng)力增大，且長期受高應(yīng)力作用發(fā)生蠕變，強(qiáng)度降低， 易發(fā)底鼓；三是巷道受地質(zhì)構(gòu)造水平應(yīng)力的影響引起底鼓。相似模擬實(shí)驗(yàn)中有關(guān)巷道底鼓的概念，對模擬現(xiàn)場來說還是一個(gè)特殊的礦壓現(xiàn)象?，F(xiàn)有的相似模擬實(shí)驗(yàn)中，對于圍巖受壓(主要指工作面頂板載荷監(jiān)測)已經(jīng)有礦山相似模擬實(shí)驗(yàn)裝置可實(shí)現(xiàn)對其上覆巖層頂板載荷的監(jiān)測，但采用嵌入式巷道底鼓相似模擬實(shí)驗(yàn)裝置對巷道底鼓現(xiàn)象的模擬與監(jiān)測還未見報(bào)道。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于克服上述技術(shù)的不足，提供一種設(shè)計(jì)合理、結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、測力準(zhǔn)確、模擬實(shí)驗(yàn)逼真、實(shí)用的嵌入式巷道底鼓相似模擬實(shí)驗(yàn)裝置。解決上述問題所采用的技術(shù)方案是在橡膠囊體中部設(shè)置有與橡膠囊體內(nèi)相聯(lián)通的充氣管，充氣管上設(shè)置進(jìn)氣閥和安裝有壓力表的三通管，進(jìn)氣閥通過管道與打氣筒相聯(lián)通，橡膠囊體的右側(cè)設(shè)置裝有排氣閥與囊體內(nèi)相聯(lián)通的排氣管，橡膠囊體的左側(cè)設(shè)置安裝有排氣閥與橡膠囊體內(nèi)相聯(lián)通的排氣管。本實(shí)用新型的橡膠囊體為長方體或正方體。本實(shí)用新型的橡膠囊體的厚度為4 8mm。本實(shí)用新型采用給橡膠囊體內(nèi)充氣，使橡膠囊體鼓脹頂起模擬巖層，以實(shí)現(xiàn)對巷道底鼓的模擬，實(shí)時(shí)監(jiān)測并采集底鼓所造成的壓力以及變形位移量，以掌握巷道底鼓過程底板巖層底鼓力的變化。本實(shí)用新型具有結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、測試精度高等優(yōu)點(diǎn)，可用于相對模擬實(shí)驗(yàn)。

圖1是本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明，但本實(shí)用新型不限于這些實(shí)施例。實(shí)施例1在圖1中，本實(shí)施例的嵌入式巷道底鼓相似模擬實(shí)驗(yàn)裝置由橡膠囊體1、排氣閥2、 壓力表3、進(jìn)氣閥4、打氣筒5、三通管6、充氣管7、排氣管8、聯(lián)接管9、聯(lián)接管閥門10聯(lián)接構(gòu)成。本實(shí)施例的橡膠囊體1的形狀為長方體，橡膠囊體1的厚度為5mm，橡膠囊體1內(nèi)充滿氣體。在橡膠囊體1的中部安裝有充氣管7，充氣管7與橡膠囊體1內(nèi)相聯(lián)通，充氣管 7上通過螺紋聯(lián)接有三通管6，三通管6上通過螺紋聯(lián)接有壓力表3，壓力表3用于指示充入橡膠囊體1內(nèi)氣體的壓力，充氣管7上通過螺紋聯(lián)接安裝有進(jìn)氣閥4，進(jìn)氣閥4通過管道與打氣筒5相聯(lián)通，向橡膠囊體1內(nèi)充氣時(shí)，打開進(jìn)氣閥4，操作者可用打氣筒5向橡膠囊體1 內(nèi)充氣，壓力表3指示到橡膠囊體1內(nèi)的氣壓達(dá)到設(shè)定的數(shù)值時(shí)，關(guān)閉進(jìn)氣閥4，操作者可停止用打氣筒5向橡膠囊體1內(nèi)充氣，向橡膠囊體1內(nèi)充氣，也可采用氣泵充氣。橡膠囊體1 的右側(cè)安裝有排氣管8，排氣管8與囊體1內(nèi)相聯(lián)通，排氣管8上通過螺紋聯(lián)接安裝有排氣閥2，向橡膠囊體1內(nèi)充氣時(shí)，關(guān)閉排氣閥2，將橡膠囊體1內(nèi)的氣體放出時(shí)，打開排氣閥2。 橡膠囊體1上左側(cè)安裝有聯(lián)接管9，聯(lián)接管9與橡膠囊體1內(nèi)相聯(lián)通，聯(lián)接管9上通過螺紋聯(lián)接有聯(lián)接管閥門10，聯(lián)接管9用于在實(shí)驗(yàn)時(shí)將兩個(gè)以上的巷道底鼓相似模擬實(shí)驗(yàn)裝置相聯(lián)通進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。當(dāng)模擬巷道底鼓量較大時(shí)，可安裝兩個(gè)以上嵌入式巷道底鼓相似模擬實(shí)驗(yàn)裝置疊加在一起進(jìn)行試驗(yàn)。實(shí)施例2本實(shí)施例的橡膠囊體1的形狀為長方體，橡膠囊體1的厚度為4mm。其它零部件以及零部件的聯(lián)接關(guān)系與實(shí)施例1相同。實(shí)施例3本實(shí)施例的橡膠囊體1的形狀為長方體，橡膠囊體1的厚度為8mm。其它零部件以及零部件的聯(lián)接關(guān)系與實(shí)施例1相同。實(shí)施例4在以上的實(shí)施例1 3中，橡膠囊體1的形狀為正方體，橡膠囊體1的厚度與相應(yīng)的實(shí)施例相同。其它零部件以及零部件的聯(lián)接關(guān)系與實(shí)施例1相同。本實(shí)用新型的工作情況如下在相似模擬實(shí)驗(yàn)架的鋪裝過程中，將本實(shí)用新型嵌入在模型架的模擬巖層中，橡膠囊體1外接的充氣管7、排氣管8與聯(lián)接管9露在實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ屯獠浚绻捎靡粋€(gè)嵌入式巷道底鼓相似模擬實(shí)驗(yàn)裝置，可將排氣管8與聯(lián)接管9都當(dāng)作排氣管使用并與排氣閥2相連接，將橡膠囊體1所在位置的模擬巖層的兩側(cè)面加固牢實(shí)，以保證橡膠囊體1充較高壓力氣體后兩側(cè)面被嚴(yán)格束縛而向上鼓起。在嵌入式巷道底鼓相似模擬實(shí)驗(yàn)裝置的上方的模擬巖層中開掘巷道后，關(guān)閉排氣閥2，打開進(jìn)氣閥4，用打氣筒5經(jīng)進(jìn)氣閥4、充氣管7向橡膠囊體 1內(nèi)充氣，也可預(yù)先注一定壓力的氣體，并觀察壓力表和巷道底板變形情況，模擬出巷道底鼓現(xiàn)象。當(dāng)模擬巷道底鼓量較大時(shí)，為了達(dá)到模擬底鼓的效果，需要使用兩套此實(shí)驗(yàn)裝置， 可將第一套實(shí)驗(yàn)裝置中的橡膠囊體1嵌入于上述巷道底板較近之處，在其下方一定距離模擬巖層中嵌入第二套橡膠囊體1，兩個(gè)橡膠囊體1的聯(lián)接管9通過聯(lián)接管閥門10聯(lián)接在一起。需要測量底鼓所造成的變形位移量時(shí)，可在巷道底板設(shè)置百分表，查閱百分表的讀數(shù)。
權(quán)利要求1.一種嵌入式巷道底鼓相似模擬實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于在橡膠囊體(1)中部設(shè)置有與橡膠囊體(1)內(nèi)相聯(lián)通的充氣管(7)，充氣管(7)上設(shè)置進(jìn)氣閥(4)和安裝有壓力表(3) 的三通管(6)，進(jìn)氣閥(4)通過管道與打氣筒(5)相聯(lián)通，橡膠囊體⑴的右側(cè)設(shè)置裝有排氣閥( 與囊體(1)內(nèi)相聯(lián)通的排氣管(8)，橡膠囊體(1)的左側(cè)設(shè)置安裝有排氣閥(10) 與橡膠囊體(1)內(nèi)相聯(lián)通的排氣管(9)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所說的嵌入式巷道底鼓相似模擬實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于所說的橡膠囊體(1)為長方體或正方體。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所說的嵌入式巷道底鼓相似模擬實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于所說的橡膠囊體(1)的厚度為4 8mm。
專利摘要一種嵌入式巷道底鼓相似模擬實(shí)驗(yàn)裝置，在橡膠囊體中部設(shè)置有與橡膠囊體內(nèi)相聯(lián)通的充氣管，充氣管上設(shè)置進(jìn)氣閥和安裝有壓力表的三通管，進(jìn)氣閥通過管道與打氣筒相聯(lián)通，橡膠囊體的右側(cè)設(shè)置裝有排氣閥與囊體內(nèi)相聯(lián)通的排氣管，橡膠囊體的左側(cè)設(shè)置安裝有排氣閥與橡膠囊體內(nèi)相聯(lián)通的排氣管。本實(shí)用新型采用給橡膠囊體內(nèi)充氣，使橡膠囊體鼓脹頂起模擬巖層，實(shí)現(xiàn)對巷道底鼓的模擬，實(shí)時(shí)監(jiān)測并采集底鼓所造成的壓力以及變形位移量，以掌握巷道底鼓過程底板巖層底鼓力的變化。本實(shí)用新型具有結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、測試精度高等優(yōu)點(diǎn)，可用于做相似模擬實(shí)驗(yàn)。
文檔編號G01L5/00GK202119581SQ201120226048
公開日2012年1月18日 申請日期2011年6月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月29日
發(fā)明者李尚明, 杜強(qiáng), 王之宇, 蘇普正, 贠東風(fēng) 申請人:西安科技大學(xué)