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原文传递一种矸石充填系统模拟试验台及矸石充填模拟方法

专利名称：	一种矸石充填系统模拟试验台及矸石充填模拟方法
摘要：	本发明属于煤矸石充填开采技术领域，尤其涉及一种矸石充填系统模拟试验台及矸石充填模拟方法，主要由液压系统、压实箱、固定支座三部分组成；液压系统和压实箱设置于固定支座上；本发明的构造原理和实验作用基本符合矸石充填支架的夯实机构部分，也符合实验室模拟实验的基本要求。该试验台的整个操作过程和现实充填夯实过程也具有高度相似性，可以在实验室中通过模拟实验实现对现实充填过程中物料夯实规律的掌握，节省了工业性试验的大量人力、物力、财力、时间成本以及减少了工业性试验结果的不确定性风险，经济适用效果较为显著。装置易携带，可改变先关参数设计，满足不同场合的需求。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	河北;13
申请人：	河北工程大学
发明人：	李新旺;程立朝;赵新元;李丽;秦义岭
专利状态：	有效
申请日期：	2019-03-29T00:00:00+0800
发布日期：	2019-06-14T00:00:00+0800
申请号：	CN201910247824.1
公开号：	CN109883842A
分类号：	G01N3/10(2006.01);G;G01;G01N;G01N3
申请人地址：	056038 河北省邯郸市邯山区光明南大街199号河北工程大学
主权项：	1.一种矸石充填系统模拟试验台，其特征在于，主要由液压系统(15)、压实箱(16)、固定支座(17)三部分组成；液压系统(15)和压实箱(16)设置于固定支座(17)上；固定支座(17)包括两组水平设置的实心钢柱(18)、与实心钢柱(18)连接的两块钢板(19)以及与钢板(19)焊接设置的底座(21)，每组实心钢柱(18)包括上下设置的两根实心钢柱，两块钢板(19)分别固定连接于实心钢柱(18)的两端；在固定支座(17)内部的两端，分别设置有与钢板贴合的凹形板(20)，两块凹形板(20)的凹槽相对，凹槽形成固定部分；压实箱(16)和液压系统(15)的箱体(1)的一端分别设置于凹形板(20)的凹槽内；压实箱(16)包括焊接固定的底板(22)、前板(23)、后板(24)及左右侧板，前板(23)中部设置有圆形孔(25)；为了便于拆卸顶板，方便对箱体内部的物件进行维护维修，压实箱(16)顶板由多块可拆卸钢条(26)组成，可拆卸钢条(26)由螺栓(27)与左右侧板顶端固定连接；压实箱(16)内部设置有可前后移动的推压板(28)，推压板(28)中部设置有可穿过前板中部圆形孔(24)的套筒(29)；液压系统(15)中的千斤顶活塞杆(14)通过套筒(29)与推压板(28)连接；压实箱(16)顶板靠近前板部分不封闭，以供千斤顶活塞杆(14)向外进行伸缩和上下移动。 2.根据权利要求1所述的一种矸石充填系统模拟试验台，其特征在于，实心钢柱(18)直径60mm、长900mm；钢板厚30mm、长500mm、宽300mm；凹形板(20)高215mm，固定部分宽245mm。 3.根据权利要求2所述的一种矸石充填系统模拟试验台，其特征在于，底板、前板、及左右侧板为厚10mm的钢板；为使千斤顶能提供足够的支撑力而不变形，后板为厚20mm的钢板；可拆卸钢条厚10mm，压实箱高270mm，内部空间高250mm。 4.根据权利要求1-3任一项所述的一种矸石充填系统模拟试验台，其特征在于，压实箱(16)前板和后板的顶部个设置有提手。 5.根据权利要求1-4任一项所述的一种矸石充填系统模拟试验台，其特征在于，液压系统主要由箱体(1)、旋转手柄(2)、旋转螺纹杆(3)、分离式液压千斤顶、输油软管(4)、球形铰接头(5)、铰接头支座(6)、侧向限位板(7)组成；箱体(1)由厚度1cm的钢板焊接而成，顶盖用螺栓进行固定连接，便于拆卸顶盖，这样方便对箱体(1)内部的物件进行维护维修；方便拆卸为使箱体(1)能提供足够的支撑力而不变形，箱体(1)后板焊制厚2cm的钢板，整个箱体(1)外表面喷有一层蓝色漆；箱体(1)上部留有一圆孔，内置输油软管(4)上的快速接头(8)；箱体(1)顶盖两侧焊接有两个提手(9)，提手(9)之间打一孔并伸进一旋转螺纹杆(3)，旋转螺纹杆(3)上部焊接旋转手柄(2)，可对旋转螺纹杆(3)进行转动；旋转螺纹杆(3)另一头则伸入箱体(1)内部并悬空，箱体(1)内部有一连接杆(10)，连接杆(10)一头用螺帽连接在旋转螺纹杆(3)上，另一头则套在千斤顶本体(11)中部卡环(12)上的螺丝；箱体(1)下面钢板上横向放置千斤顶本体(11)，箱体(1)前钢板中心往下则为一个矩形孔洞，高14cm，宽6.2cm，千斤顶上端露出孔洞2cm；箱体(1)后钢板下侧焊接有铰接头支座(6)，铰接头支座(6)上设有球形铰接头(5)，球形铰接头(5)可以灵活转动；球形铰接头(5)和本体底座(13)连接，这样千斤顶本体(11)可以在旋转螺纹杆(3)的带动下，实现千斤顶本体(11)的上下变角度转动；位于卡环(12)上的侧向限位板(7)则可以约束千斤顶本体(11)在上下变角度转动过程中不能左右移动。 6.根据权利要求5所述的一种矸石充填系统模拟试验台，其特征在于，箱体(1)长40cm、宽20cm、高31cm，千斤顶液压油缸容量3.0L，油泵规格为10T，输油软管长度100cm，千斤顶液压油泵本体长度30cm、外直径6cm，千斤顶本体内活塞杆直径4cm、最大行程20cm，千斤顶本体距离支座底面有1.3cm；千斤顶活塞杆(14)前端通过焊接在金属板上的套筒与实验用的金属挡板连接，模拟矸石充填支架的捣实板；千斤顶从水平向上最大抬升角度约25度，千斤顶本体前端头向上最大抬升约11cm。 7.根据权利要求1-6任一项所述的一种矸石充填系统模拟试验台的矸石充填模拟方法，其特征在于，初始状态时，千斤顶本体与支座底面平行，然后摇动角度调节器推动本体前端向上抬升，本体前端向上抬升最大距离为110mm；在使用过程中可根据实验要求，将本体前端固定于某一角度和位置，测算出相应角度；通过外部液压油缸加油卸油，千斤顶本体内部活塞可进行伸出缩回，活塞杆前端连接置于压实箱当中的压实板中部的套筒中；套筒与活塞杆紧密连接，使压实板在推压矸石物料的过程当中能够均匀受力；从而对充填物料进行多角度的推捣夯实，增加充填物料的致密性和抗压能力；使用完毕后，打开液压阀，卸载液压油，本体慢慢向下移动和缩回，压实板随着活塞杆移动，退回至压实箱前部钢板处；最终恢复初始状态，此时可以准确的测量压实后的充填物料的性质，此过程中减少了外界力的影响，提高了实验的准确性；压实箱顶部的可拆卸钢条拆卸后可在其中堆放充填物料，使用压头对物料进行推压捣实试验。
所属类别：	发明专利