一种用于模拟倾斜煤层保水开采效果的实验装置

1.本发明涉及保水开采技术领域，具体为一种用于模拟倾斜煤层保水开采效果的实验装置。


背景技术：

2.煤炭的大规模开采会造成地下含水层的极大破坏，带来地表和地下水资源的极大浪费。保水采煤就是在煤层采动影响下，不破坏隔水层的结构；或虽有一定的损坏，但一定时间后仍可恢复，并可保证最低生态水位，从而选择合理采煤方法和工艺的开采技术，实现在煤炭资源安全高效开采的同时，最大限度的保护水资源。
3.专利公告号为cn111502661b的发明涉及煤层开采技术领域，具体的说是一种用于模拟倾斜煤层保水开采效果的实验装置，包括底座、活动机构、操作机构、实验机构、限位机构和调节机构；使用时，将操作机构设于底座的顶部，通过一系列的齿轮传动，方便实现对操作面角度的调节，从而便于研究煤层倾斜分布时的变化规律；将实验机构设于操作机构上，通过设有两组实验机构，方便实现对照实验，提高实验的准确性，此外，通过两组齿轮传动，方便对化学药剂进行定量的添加，避免添加的不均，进一步提高实验的准确性；进一步的，将限位机构安置于实验机构上，通过限位机构对实验机构的辅助限位作用，进一步的方便实验机构的使用。
4.但是该发明还存在不足之处：该实验装置在进行倾斜角度模拟时，只是单纯的进行了湿度对开采过程中的影响，并没有涉及高温环境以及出现障碍物时对开采过程中会出现的影响，因此，我们提出了种用于模拟倾斜煤层保水开采效果的实验装置。


技术实现要素：

5.针对现有技术的不足，本发明提供了一种用于模拟倾斜煤层保水开采效果的实验装置，解决了上述背景技术中提出的在进行倾斜角度模拟时，只是单纯的进行了湿度对开采过程中的影响，并没有涉及高温环境以及出现障碍物时对开采过程中会出现的影响问题。
6.为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种用于模拟倾斜煤层保水开采效果的实验装置，包括装置主体，装置主体底部的底座可以提供良好的稳定性和支撑，防止模拟实验过程中出现不稳定现象，所述装置主体底部固定连接有底座，所述装置主体还包括倾斜装置、药粉拍匀装置和涌动装置，所述倾斜装置设置在装置主体内部，所述药粉拍匀装置设置在装置主体顶部，所述涌动装置设置在倾斜装置下方，所述倾斜装置包括撑板、调节杆、活动柱、限位块和倾斜板，所述撑板底部固定安装在底座顶部，所述撑板为对称分布，所述调节杆设置在撑板内侧，所述活动柱滑动安装在调节杆两侧，且活动柱贯穿调节杆，活动柱进行上下移动，活动柱在调节杆中进行上下移动时，能够带动倾斜板进行上下移动，对倾斜板进行倾斜角度调节，调节至实验所需的倾斜角度进行模拟实验，所述限位块滑动安装在调节杆外侧，且限位块位于调节杆底部，所述倾斜板设置在调节杆内侧，且倾斜
板两侧被活动柱贯穿，倾斜板调节至合适角度时，调节限位块至活动柱下方进行限位固定。
7.优选的，所述倾斜装置还包括加热块、侧板和滑动杆，所述加热块固定安装在倾斜板内部，且加热块为等距分布，加热块能够提高倾斜板表面温度，所述侧板固定安装在倾斜板内侧顶部，所述侧板正面设置有滑槽，所述滑动杆一端滑动安装在侧板正面滑槽内，侧板能够保证滑动杆不会脱落。
8.优选的，所述倾斜装置还包括横棍和弹板，所述横棍内侧与滑动杆另一端固定连接，所述弹板滑动安装在倾斜板右侧，且弹板位于横棍右方，所述弹板右侧与撑板左侧之间设置有弹簧，横棍向右侧滑动时会碰撞到弹板，弹板向右侧移动时会挤压弹簧，弹簧通过挤压的力产生形变收缩，当弹簧复位时会产生推力，弹簧产生的推力将弹板进行反弹向左移动。
9.优选的，所述药粉拍匀装置包括储药箱、进料口、转柱、连接杆和c形板，所述储药箱底部与装置主体顶部固定连接，所述进料口设置在储药箱顶部中心处，药粉从进料口加入储药箱中，所述转柱转动安装在储药箱内壁后面，所述连接杆后端与转柱正面固定连接，所述c形板后面与连接杆前端固定连接，所述c形板底部与储药箱内壁底部接触，转柱转动时会带动连接杆进行左右摆动，连接杆进行左右摆动时，会带动c形板记性左右平移，当c形板进行左右平移时，能够将两侧的药粉推动向中间聚拢进行下料。
10.优选的，所述药粉拍匀装置还包括外壳、负压风扇和转轴，所述外壳设置在储药箱底部，所述负压风扇转动安装在外壳内部，负压风扇开始转动，外壳对负压风扇扇叶进行提供良好保护，防止被掉落的异物砸损，所述转轴顶端与负压风扇底部固定连接，且转轴靠近顶部表面固定安装有凸块，。
11.优选的，所述药粉拍匀装置还包括方形板、半圆块和转杆，所述方形板中心处被转轴顶端贯穿，所述半圆块固定安装在方形板顶部表面，所述半圆块位于凸块的运动轨迹上，方形板转动时会带动半圆块进行转动，半圆块转动时会不断碰撞凸块，所述转杆顶部与转轴底端固定连接，所述转杆顶部与方形板之间设置有弹簧，通过弹簧扩张和收缩，可以使得转杆进行上下移动，促使转杆旋转时能够进行上下移动。
12.优选的，所述涌动装置包括蓄水池、伸缩杆和刮块，所述蓄水池设置在涌动装置底部，所述伸缩杆设置在蓄水池底部表面，所述刮块内侧与伸缩杆外侧固定连接，且刮块底部与蓄水池底部表面接触，当伸缩杆从左往右移动时会带动刮块从左向右平移，对蓄水池底部进行清洁。
13.优选的，所述涌动装置还包括固定块和l形杆，所述固定块固定安装在蓄水池正面右方，所述l形杆设置在固定块内部，所述l形杆顶部位于转杆的运动轨迹上，l形杆底部进行左右摆动时，会对蓄水池中的液体进行搅动，促进液体的翻涌，加速蒸发和挥发。
14.本发明提供了一种用于模拟倾斜煤层保水开采效果的实验装置。具备以下
15.有益效果：
16.(1)、本发明通过倾斜装置的设置，通过活动柱、调节杆、撑板、倾斜板、限位块的配合，使得活动柱进行上下移动，活动柱在调节杆中进行上下移动时，能够带动倾斜板进行上下移动，对倾斜板进行倾斜角度调节，调节至实验所需的倾斜角度进行模拟实验，两侧的撑板能对倾斜板提供良好的支撑性和夹持性，保证倾斜板不会出现脱落现象，当倾斜板调节至合适角度时，调节限位块至活动柱下方进行限位固定，防止实验时倾斜板角度发生变化
影响实验数据准确性。
17.(2)、本发明通过倾斜装置的设置，通过倾斜板、加热块、侧板、滑动杆、横棍和弹板的配合，使得模拟高温环境下实验数据时，通过加热块能够提高倾斜板表面温度，同时，对倾斜板角度进行调节，可以模拟不同光照不同温度对倾斜板表面温度分布对实验数据产生的不同影响，得到的数据能够更准确和多元化；当横棍向右侧滑动时会碰撞到弹板，弹板向右侧移动时会挤压弹簧，当弹簧复位时会产生推力，弹簧产生的推力将弹板进行反弹向左移动，弹板向左移动时会推动横棍向左滑动，往复如此，模拟出障碍物对模拟实验的影响，使得实验数据更加详细，更符合实际情况。
18.(3)、本发明通过药粉拍匀装置的设置，通过储药箱、转柱、连接杆、c形板的配合，使得转柱转动时会带动连接杆进行左右摆动，连接杆左右摆动时，带动c形板左右平移，能够将两侧的药粉推动向中间聚拢进行下料，省去了实验人员手动推动药粉，一定程度上节省了实验开始时间，同时，c形板往复来回移动，能够将储药箱内部边缘的药粉进行刮除、收集和推动，防止药粉浪费；通过负压风扇、转轴、方形板、半圆块和转杆配合，使得转杆旋转时能够进行上下移动，对拍击的范围更广泛，对落下的药粉中可能存在的粉团进行拍散，使得药粉更加细腻，转杆旋转时，能够将药粉更好的拍散至倾斜板表面，使得药粉分布更加均匀，保证实验数据的准确性以及合理性，负压风扇能后够将飘扬的粉尘进行吸收，防止实验人员吸入，保证实验人员的身体健康和减少对空气的污染。
19.(4)、本发明通过涌动装置的设置，通过蓄水池、转杆、l形杆、固定块的配合，使得转杆转动碰撞l形杆顶部，l形杆顶部左右摆动时会带动l形杆底部进行左右摆动，固定块能够保证l形杆在进行左右摆动时不会出现位置偏移和脱落，l形杆底部进行左右摆动时，会对蓄水池中的液体进行搅动，促进液体的翻涌，加速蒸发和挥发，可以对倾斜板进行加湿，同时根据湿度的变化，能够获得更加准确的实验数据；通过伸缩杆、刮块的配合，使得刮块对蓄水池底部进行清洁，防止时间过久出现凝结现象和增加清洁难度，清洁完成后方便下次实验使用，一定程度上给实验人员提供了便捷便利。
附图说明
20.图1为本发明整体的示意图；
21.图2为本发明整体的内部结构示意图；
22.图3为本发明倾斜装置示意图；
23.图4为本发明药粉拍匀装置示意图；
24.图5为本发明药粉拍匀装置局部示意图；
25.图6为本发明药粉拍匀装置中a处放大示意图；
26.图7为本发明涌动装置示意图。
27.图中：1、装置主体；2、底座；3、倾斜装置；31、撑板；32、调节杆；33、活动柱；34、限位块；35、倾斜板；36、加热块；37、侧板；38、滑动杆；39、横棍；310、弹板；4、药粉拍匀装置；41、储药箱；42、进料口；43、转柱；44、连接杆；45、c形板；46、外壳；47、负压风扇；48、转轴；49、方形板；410、半圆块；411、转杆；5、涌动装置；51、蓄水池；52、伸缩杆；53、刮块；54、固定块；55、l形杆。
具体实施方式
28.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
29.请参阅图1-7，本发明提供了一种技术方案：一种用于模拟倾斜煤层保水开采效果的实验装置，包括装置主体1，装置主体1底部的底座2可以提供良好的稳定性和支撑，防止模拟实验过程中出现不稳定现象，装置主体1底部固定连接有底座2，装置主体1还包括倾斜装置3、药粉拍匀装置4和涌动装置5，倾斜装置3设置在装置主体1内部，药粉拍匀装置4设置在装置主体1顶部，涌动装置5设置在倾斜装置3下方，倾斜装置3包括撑板31、调节杆32、活动柱33、限位块34和倾斜板35，撑板31底部固定安装在底座2顶部，撑板31为对称分布，调节杆32设置在撑板31内侧，活动柱33滑动安装在调节杆32两侧，且活动柱33贯穿调节杆32，活动柱33进行上下移动，活动柱33在调节杆32中进行上下移动时，能够带动倾斜板35进行上下移动，对倾斜板35进行倾斜角度调节，调节至实验所需的倾斜角度进行模拟实验，限位块34滑动安装在调节杆32外侧，且限位块34位于调节杆32底部，倾斜板35设置在调节杆32内侧，且倾斜板35两侧被活动柱33贯穿，倾斜板35调节至合适角度时，调节限位块34至活动柱33下方进行限位固定。
30.倾斜装置3还包括加热块36、侧板37和滑动杆38，加热块36固定安装在倾斜板35内部，且加热块36为等距分布，加热块36能够提高倾斜板35表面温度，侧板37固定安装在倾斜板35内侧顶部，侧板37正面设置有滑槽，滑动杆38一端滑动安装在侧板37正面滑槽内，侧板37能够保证滑动杆38不会脱落。
31.倾斜装置3还包括横棍39和弹板310，横棍39内侧与滑动杆38另一端固定连接，弹板310滑动安装在倾斜板35右侧，且弹板310位于横棍39右方，弹板310右侧与撑板31左侧之间设置有弹簧，横棍39向右侧滑动时会碰撞到弹板310，弹板310向右侧移动时会挤压弹簧，弹簧通过挤压的力产生形变收缩，当弹簧复位时会产生推力，弹簧产生的推力将弹板310进行反弹向左移动。
32.药粉拍匀装置4包括储药箱41、进料口42、转柱43、连接杆44和c形板45，储药箱41底部与装置主体1顶部固定连接，进料口42设置在储药箱41顶部中心处，药粉从进料口42加入储药箱41中，转柱43转动安装在储药箱41内壁后面，连接杆44后端与转柱43正面固定连接，c形板45后面与连接杆44前端固定连接，c形板45底部与储药箱41内壁底部接触，转柱43转动时会带动连接杆44进行左右摆动，连接杆44进行左右摆动时，会带动c形板45记性左右平移，当c形板45进行左右平移时，能够将两侧的药粉推动向中间聚拢进行下料。
33.药粉拍匀装置4还包括外壳46、负压风扇47和转轴48，外壳46设置在储药箱41底部，负压风扇47转动安装在外壳46内部，负压风扇47开始转动，外壳46对负压风扇47扇叶进行提供良好保护，防止被掉落的异物砸损，转轴48顶端与负压风扇47底部固定连接，且转轴48靠近顶部表面固定安装有凸块，。
34.药粉拍匀装置4还包括方形板49、半圆块410和转杆411，方形板49中心处被转轴48顶端贯穿，半圆块410固定安装在方形板49顶部表面，半圆块410位于凸块的运动轨迹上，方形板49转动时会带动半圆块410进行转动，半圆块410转动时会不断碰撞凸块，转杆411顶部与转轴48底端固定连接，转杆411顶部与方形板49之间设置有弹簧，通过弹簧扩张和收缩，可以使得转杆411进行上下移动，促使转杆411旋转时能够进行上下移动。
35.涌动装置5包括蓄水池51、伸缩杆52和刮块53，蓄水池51设置在涌动装置5底部，伸缩杆52设置在蓄水池51底部表面，刮块53内侧与伸缩杆52外侧固定连接，且刮块53底部与蓄水池51底部表面接触，当伸缩杆52从左往右移动时会带动刮块53从左向右平移，对蓄水池51底部进行清洁。
36.涌动装置5还包括固定块54和l形杆55，固定块54固定安装在蓄水池51正面右方，l形杆55设置在固定块54内部，l形杆55顶部位于转杆411的运动轨迹上，l形杆55底部进行左右摆动时，会对蓄水池51中的液体进行搅动，促进液体的翻涌，加速蒸发和挥发。
37.使用时，装置主体1底部的底座2可以提供良好的稳定性和支撑，防止模拟实验过程中出现不稳定现象；调节倾斜装置3中活动柱33进行上下移动，活动柱33在调节杆32中进行上下移动时，能够带动倾斜板35进行上下移动，对倾斜板35进行倾斜角度调节，调节至实验所需的倾斜角度进行模拟实验，两侧的撑板31能对倾斜板35提供良好的支撑性和夹持性，保证倾斜板35不会出现脱落现象，当倾斜板35调节至合适角度时，调节限位块34至活动柱33下方进行限位固定，防止实验时倾斜板35角度发生变化影响实验数据准确性；同时，当需要模拟高温环境下实验数据时，通过加热块36能够提高倾斜板35表面温度，同时，对倾斜板35角度进行调节，可以模拟不同光照不同温度对倾斜板35表面温度分布对实验数据产生的不同影响，得到的数据能够更准确和多元化；倾斜板35左侧升高时，滑动杆38向右侧滑动，侧板37能够保证滑动杆38不会脱落，同时侧板37一定程度上能够起到遮挡药粉的作用，滑动杆38向右侧滑动时会带动横棍39同时向右侧滑动，当横棍39向右侧滑动时会碰撞到弹板310，弹板310向右侧移动时会挤压弹簧，弹簧通过挤压的力产生形变收缩，当弹簧复位时会产生推力，弹簧产生的推力将弹板310进行反弹向左移动，弹板310向左移动时会推动横棍39向左滑动，往复如此，模拟出障碍物对模拟实验的影响，使得实验数据更加详细，更符合实际情况。
38.将需要添加的药粉从进料口42加入储药箱41中，药粉拍匀装置4启动，转柱43开始转动，转柱43转动时会带动连接杆44进行左右摆动，连接杆44进行左右摆动时，会带动c形板45记性左右平移，当c形板45进行左右平移时，能够将两侧的药粉推动向中间聚拢进行下料，省去了实验人员手动推动药粉，一定程度上节省了实验开始时间，同时，c形板45往复来回移动，能够将储药箱41内部边缘的药粉进行刮除、收集和推动，防止药粉浪费，节约实验药粉；当药粉降落时，负压风扇47开始转动，外壳46对负压风扇47扇叶进行提供良好保护，防止被掉落的异物砸损，负压风扇47转动时，主轴会带动转轴48同时转动，转轴48转动时会带动方形板49转动，同时转轴48转动时能够带动转杆411转动，方形板49转动时会带动半圆块410进行转动，半圆块410转动时会不断碰撞凸块，两者发生接触，能带动方形板49上下移动，方形板49下降时，会挤压弹簧，通过弹簧扩张和收缩，可以使得转杆411进行上下移动，促使转杆411旋转时能够进行上下移动，对拍击的范围更广泛，对落下的药粉中可能存在的粉团进行拍散，使得药粉更加细腻，同时，在旋转时，能够将药粉更好的拍散至倾斜板35表面，使得药粉分布更加均匀，保证实验数据的准确性以及合理性，同时，负压风扇47能后够将飘扬的粉尘进行吸收，防止实验人员吸入，保证实验人员的身体健康和减少对空气的污染。
39.当需要模拟雨天对实验的影响时，通过涌动装置5搅动蓄水池51里面的液体，加速液体涌动和蒸发，能够有效的对倾斜板35加湿，根据湿度的不同可以模拟雨势大小对模拟
实验的影响，当转杆411转动碰撞l形杆55顶部时，l形杆55顶部会左右摆动，l形杆55左右摆动时会带动l形杆55底部进行左右摆动，固定块54能够保证l形杆55在进行左右摆动时不会出现位置偏移和脱落，l形杆55底部进行左右摆动时，会对蓄水池51中的液体进行搅动，促进液体的翻涌，加速蒸发和挥发，可以对倾斜板35进行加湿，同时根据湿度的变化，能够获得更加准确的实验数据；实验结束后，伸缩杆52启动，伸缩杆52做从左往右移动，当伸缩杆52从左往右移动时会带动刮块53从左向右平移，对蓄水池51底部进行清洁，防止时间过久出现凝结现象和增加清洁难度，清洁完成后方便下次实验使用，一定程度上给实验人员提供了便捷便利。
40.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种用于模拟倾斜煤层保水开采效果的实验装置，包括装置主体(1)，所述装置主体(1)底部固定连接有底座(2)，其特征在于：所述装置主体(1)还包括倾斜装置(3)、药粉拍匀装置(4)和涌动装置(5)，所述倾斜装置(3)设置在装置主体(1)内部，所述药粉拍匀装置(4)设置在装置主体(1)顶部，所述涌动装置(5)设置在倾斜装置(3)下方，所述倾斜装置(3)包括撑板(31)、调节杆(32)、活动柱(33)、限位块(34)和倾斜板(35)，所述撑板(31)底部固定安装在底座(2)顶部，所述撑板(31)为对称分布，所述调节杆(32)设置在撑板(31)内侧，所述活动柱(33)滑动安装在调节杆(32)两侧，且活动柱(33)贯穿调节杆(32)，所述限位块(34)滑动安装在调节杆(32)外侧，且限位块(34)位于调节杆(32)底部，所述倾斜板(35)设置在调节杆(32)内侧，且倾斜板(35)两侧被活动柱(33)贯穿。2.根据权利要求1所述的一种用于模拟倾斜煤层保水开采效果的实验装置，其特征在于：所述倾斜装置(3)还包括加热块(36)、侧板(37)和滑动杆(38)，所述加热块(36)固定安装在倾斜板(35)内部，且加热块(36)为等距分布，所述侧板(37)固定安装在倾斜板(35)内侧顶部，所述侧板(37)正面设置有滑槽，所述滑动杆(38)一端滑动安装在侧板(37)正面滑槽内。3.根据权利要求2所述的一种用于模拟倾斜煤层保水开采效果的实验装置，其特征在于：所述倾斜装置(3)还包括横棍(39)和弹板(310)，所述横棍(39)内侧与滑动杆(38)另一端固定连接，所述弹板(310)滑动安装在倾斜板(35)右侧，且弹板(310)位于横棍(39)右方，所述弹板(310)右侧与撑板(31)左侧之间设置有弹簧。4.根据权利要求1所述的一种用于模拟倾斜煤层保水开采效果的实验装置，其特征在于：所述药粉拍匀装置(4)包括储药箱(41)、进料口(42)、转柱(43)、连接杆(44)和c形板(45)，所述储药箱(41)底部与装置主体(1)顶部固定连接，所述进料口(42)设置在储药箱(41)顶部中心处，所述转柱(43)转动安装在储药箱(41)内壁后面，所述连接杆(44)后端与转柱(43)正面固定连接，所述c形板(45)后面与连接杆(44)前端固定连接，所述c形板(45)底部与储药箱(41)内壁底部接触。5.根据权利要求4所述的一种用于模拟倾斜煤层保水开采效果的实验装置，其特征在于：所述药粉拍匀装置(4)还包括外壳(46)、负压风扇(47)和转轴(48)，所述外壳(46)设置在储药箱(41)底部，所述负压风扇(47)转动安装在外壳(46)内部，所述转轴(48)顶端与负压风扇(47)底部固定连接，且转轴(48)靠近顶部表面固定安装有凸块。6.根据权利要求5所述的一种用于模拟倾斜煤层保水开采效果的实验装置，其特征在于：所述药粉拍匀装置(4)还包括方形板(49)、半圆块(410)和转杆(411)，所述方形板(49)中心处被转轴(48)顶端贯穿，所述半圆块(410)固定安装在方形板(49)顶部表面，所述半圆块(410)位于凸块的运动轨迹上，所述转杆(411)顶部与转轴(48)底端固定连接，所述转杆(411)顶部与方形板(49)之间设置有弹簧。7.根据权利要求6所述的一种用于模拟倾斜煤层保水开采效果的实验装置，其特征在于：所述涌动装置(5)包括蓄水池(51)、伸缩杆(52)和刮块(53)，所述蓄水池(51)设置在涌动装置(5)底部，所述伸缩杆(52)设置在蓄水池(51)底部表面，所述刮块(53)内侧与伸缩杆(52)外侧固定连接，且刮块(53)底部与蓄水池(51)底部表面接触。8.根据权利要求7所述的一种用于模拟倾斜煤层保水开采效果的实验装置，其特征在于：所述涌动装置(5)还包括固定块(54)和l形杆(55)，所述固定块(54)固定安装在蓄水池
(51)正面右方，所述l形杆(55)设置在固定块(54)内部，所述l形杆(55)顶部位于转杆(411)的运动轨迹上。

技术总结
本发明公开了一种用于模拟倾斜煤层保水开采效果的实验装置，涉及保水开采技术领域。本发明包括装置主体，装置主体底部固定连接有底座，装置主体还包括倾斜装置、药粉拍匀装置和涌动装置，倾斜装置设置在装置主体内部，药粉拍匀装置设置在装置主体顶部，涌动装置设置在倾斜装置下方，倾斜装置包括撑板、调节杆、活动柱、限位块和倾斜板，撑板底部固定安装在底座顶部，撑板为对称分布，调节杆设置在撑板内侧。本发明通过倾斜装置的设置使得活动柱进行上下移动，活动柱在调节杆中进行上下移动时，能够带动倾斜板进行上下移动，对倾斜板进行倾斜角度调节，调节至实验所需的倾斜角度进行模拟实验。拟实验。拟实验。


技术研发人员：许猛堂
受保护的技术使用者：贵州理工学院
技术研发日：2023.04.07
技术公布日：2023/8/4