采空区积水活化试验模型密封结构的制作方法

1.本实用新型涉及采空区积水活化试验技术领域。具体地说是采空区积水活化试验模型密封结构。


背景技术：

2.煤矿开采后遗留大规模采空区，形成不良地基，这些采空区在井下停止采动后的短时间内处于一个相对稳定的状态，但今后在外在因素(如地震、采空区积水浸泡、临近采空区开采等)的影响下有可能致使采空区内煤(岩)柱失稳破坏，造成覆岩和地表移动“活化”，即再次发生不均匀沉降，对采空区上方地表土地利用与建筑开发形成较大的安全隐患。
3.现有的模拟覆岩层条带相似模拟试验，存在试验模型前后侧密封的问题，简单的预埋塑料薄膜帷幕技术在积水压力作用下隔水效果并不好，更主要的是封闭后无法进行应力、应变及现象观测。


技术实现要素：

4.为此，本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种能够实现密封、便于进行观测且便于拆装的采空区积水活化试验模型密封结构。
5.为解决上述技术问题，本实用新型提供如下技术方案：采空区积水活化试验模型密封结构，包括底座、支撑板、侧立板和有机玻璃板，所述底座的顶部两侧均固定连接有所述侧立板，所述底座的顶部正面和背面均设置有所述有机玻璃板，且所述有机玻璃板的侧壁面与所述侧立板的壁面和底座的壁面密封连接，所述侧立板、所述有机玻璃板和所述底座组合构成密封空间；所述底座的两侧均设置有所述支撑板；所述底座的正面和背面均设置有底边压紧机构，所述侧立板的两侧均固定侧边压紧机构，所述底边压紧机构的压紧端压紧在所述有机玻璃板的底边上，所述侧边压紧机构的压紧端压紧在所述有机玻璃板的侧边上。
6.上述采空区积水活化试验模型密封结构，所述底边压紧机构包括铰接座、活动架、压板和第一丝杆，所述活动架的中部与所述铰接座铰接，所述铰接座固定连接在所述底座的正面，所述压板的一侧壁上固定连接有铰接耳，所述压板通过所述铰接耳与所述活动架的第一端铰接，所述压板的另一侧壁压紧在所述有机玻璃板的侧壁底边上，所述底座的正面设置有螺纹筒，所述螺纹筒内螺纹连接有第一丝杆，所述第一丝杆的另一端固定连接有顶块，所述顶块的侧壁抵顶在所述活动架第二端的内侧壁上，所述顶块的中部固定连接有手柄。
7.上述采空区积水活化试验模型密封结构，所述侧边压紧机构的数量为两个或两个以上，两个或两个以上的所述侧边压紧机构沿所述侧立板的高度方向设置；相邻两个所述侧边压紧机构的驱动端上传动连接有一个传动杆。
8.上述采空区积水活化试验模型密封结构，所述侧边压紧机构包括l形固定架、压紧
板、丝杆座、第二丝杆和楔紧块，所述l形固定架的第一端与所述侧立板的侧壁固定连接，所述压紧板的中部与所述l形固定架的第二端转动连接，所述l形固定架的中部两侧均固定连接有所述丝杆座，两个所述丝杆座相对设置，所述第二丝杆两端的光杆处分别转动连接在两个所述丝杆座内，所述丝杆座的侧壁上固定连接有滑块，所述楔紧块的侧壁上开设有滑槽，所述滑块滑动连接在所述滑槽内，所述楔紧块的侧壁上固定连接有螺母，所述螺母螺纹连接在所述第二丝杆的表面，所述压紧板的第一端压紧在所述有机玻璃板的侧边上，所述楔紧块的楔紧面抵顶在所述压紧板的第二端内侧壁上；相邻两所述侧边压紧机构：一个所述侧边压紧机构的第二丝杆端部与所述传动杆的第一端传动连接，所述传动杆的第二端与另一个所述侧边压紧机构的第二丝杆传动连接；位于侧立板最上部的所述侧边压紧机构的所述第二丝杆顶端传动连接有手轮。
9.上述采空区积水活化试验模型密封结构，所述侧立板的正面和所述侧立板的背面均设置有限位框，所述有机玻璃板安装在所述限位框内；所述有机玻璃板的侧壁边沿处设置有橡胶密封条，所述有机玻璃板侧壁两边的所述橡胶密封条压紧在所述侧立板的壁面上，所述有机玻璃板侧壁底边的所述橡胶密封条压紧在所述底座的壁面上。
10.上述采空区积水活化试验模型密封结构，两个所述侧立板的正面顶部和两个所述侧立板的背面顶部均固定连接有横梁。
11.本实用新型的技术方案取得了如下有益的技术效果：
12.1、本实用新型，通过设置机玻璃板，解决了试验模型的密封问题，防止在试验时积水发生泄露，同时不影响视频监测效果，封闭后能够进行应力、应变及现象观测。
13.2、本实用新型，通过设置限位框，能够快速的安装有机玻璃板，并配合底边压紧机构，实现对有机玻璃板底部的压紧密封；通过设置侧边压紧机构，且位于同一直线上的侧边压紧机构能够同步运动并对有机玻璃板的侧边快速压紧，提高工作效率，便于进行拆装；通过在有机玻璃板的边沿处设置橡胶密封条，提高了密封效果。
附图说明
14.图1本实用新型的立体结构示意图；
15.图2本实用新型的俯视剖面结构示意图；
16.图3本实用新型图1的a处放大结构示意图；
17.图4本实用新型图1的b处放大结构示意图；
18.图5本实用新型图1的c处放大结构示意图。
19.图中附图标记表示为：1-底座；2-支撑板；3-侧立板；4-有机玻璃板；5-底边压紧机构；501-铰接座；502-活动架；503-压板；504-铰接耳；505-螺纹筒；506-第一丝杆；507-顶块；508-手柄；6-侧边压紧机构；601-l形固定架；602-压紧板；603-丝杆座；604-第二丝杆；605-楔紧块；606-螺母；7-传动杆；8-手轮；9-限位框。
具体实施方式
20.请参阅图1、图2所示，采空区积水活化试验模型密封结构，包括底座1、支撑板2、侧立板3和有机玻璃板4，所述底座1的顶部两侧均固定连接有所述侧立板3，所述底座1的顶部正面和背面均设置有所述有机玻璃板4，且所述有机玻璃板4的侧壁面与所述侧立板3的壁
面和底座1的壁面密封连接，通过设置机玻璃板4，解决了试验模型的密封问题，防止在试验时积水发生泄露，同时不影响视频监测效果，封闭后能够进行应力、应变及现象观测；所述底座1的两侧均设置有所述支撑板2，所述侧立板3的正面和所述侧立板3的背面均焊接有限位框9，所述有机玻璃板4安装在所述限位框9内，所述有机玻璃板4的侧壁边沿处设置有橡胶密封条，所述有机玻璃板4侧壁两边的所述橡胶密封条压紧在所述侧立板3的壁面上，所述有机玻璃板4侧壁底边的所述橡胶密封条压紧在所述底座1的壁面上；两个所述侧立板3的正面顶部和两个所述侧立板3的背面顶部均螺栓连接有横梁，通过设置限位框9，能够快速的安装有机玻璃板4，并配合底边压紧机构5，实现对有机玻璃板4底部的压紧密封。
21.如图5所示，所述底座1的正面和背面均设置有底边压紧机构5，所述底边压紧机构5包括铰接座501、活动架502、压板503和第一丝杆506，所述活动架502的中部与所述铰接座501铰接，所述铰接座501固定连接在所述底座1的正面，所述压板503的一侧壁上固定连接有铰接耳504，所述压板503通过所述铰接耳504与所述活动架502的第一端铰接，所述压板503的另一侧壁压紧在所述有机玻璃板4的侧壁底边上，所述底座1的正面设置有螺纹筒505，所述螺纹筒505内螺纹连接有第一丝杆506，所述第一丝杆506的另一端固定连接有顶块507，所述顶块507的侧壁抵顶在所述活动架502第二端的内侧壁上，所述顶块507的中部固定连接有手柄508。
22.如图3、图4所示，所述侧立板3的两侧均固定侧边压紧机构6，所述侧边压紧机构6的数量为四个，四个所述侧边压紧机构6沿所述侧立板3的高度方向设置；相邻两个所述侧边压紧机构6的驱动端上传动连接有一个传动杆7；所述侧边压紧机构6包括l形固定架601、压紧板602、丝杆座603、第二丝杆604和楔紧块605，所述l形固定架601的第一端与所述侧立板3的侧壁固定连接，所述压紧板602的中部与所述l形固定架601的第二端转动连接，所述l形固定架601的中部两侧均固定连接有所述丝杆座603，两个所述丝杆座603相对设置，所述第二丝杆604两端的光杆处分别转动连接在两个所述丝杆座603内，所述丝杆座603的侧壁上固定连接有滑块，所述楔紧块605的侧壁上开设有滑槽，所述滑块滑动连接在所述滑槽内，所述楔紧块605的侧壁上固定连接有螺母606，所述螺母606螺纹连接在所述第二丝杆604的表面，所述压紧板602的第一端压紧在所述有机玻璃板4的侧边上，所述楔紧块605的楔紧面抵顶在所述压紧板602的第二端内侧壁上；相邻两所述侧边压紧机构6：一个所述侧边压紧机构6的第二丝杆604端部与所述传动杆7的第一端传动连接，所述传动杆7的第二端与另一个所述侧边压紧机构6的第二丝杆604传动连接；位于侧立板3最上部的所述侧边压紧机构6的所述第二丝杆604顶端传动连接有手轮8，通过设置侧边压紧机构6，且位于同一直线上的侧边压紧机构6能够同步运动并对有机玻璃板4的一侧边快速压紧，提高工作效率，便于进行拆装；通过在有机玻璃板4的边沿处设置橡胶密封条，提高了密封效果。
23.在实际试验时：将试验的材料按照各分层尺寸自下而上铺设模型，对各分层间撒云母粉，并夯实各层相似模拟材料，并按照试验设计在铺设岩层中布设应力或应变传感器；模型铺设完成后，将模型自然养护，自然通风晾干；待模型完全干燥、定型后，即可对模型进行开挖，开挖出两条带采空区；
24.准备工作完成后，将一个有机玻璃板4安装在侧立板3正面的限位框9内，然后转动底边压紧机构5，使有机玻璃板4的底边固定并密封，使用时，转动手柄508，带动第一丝杆506旋出螺纹筒505，向外带动顶块507，顶块507顶动活动架502绕其铰接处转动，从而带动
压板503压向机玻璃板，对有机玻璃板4进行压紧；然后转动手轮8，手轮8带动侧边压紧机构6转动，当一个侧边压紧机构6运动时，传动杆7传递动力，同时驱动多个侧边压紧机构6运动，多个侧边压紧机构6同步运动，从而对有机玻璃的侧边压紧，侧边压紧机构6运动时，转动手轮8带动第二丝杆604转动，第二丝杆604转动时，驱动与第二丝杆604配合的螺母606上下运动，从而带动楔紧块605运动，楔紧块605的楔紧面不断推动压紧板602，压紧板602沿其铰接点处转动，从而压紧有机玻璃板4；同理，将有机玻璃板4安装固定好，并用同样的方法安装背面的有机玻璃板4；
25.然后开始通过预埋的水管向两条带采空区注水；待覆岩空隙注满水后，持续观测覆岩移动破坏变化情况，并对覆岩应力、应变进行持续监测。
26.显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本专利申请权利要求的保护范围之中。