一种用于相似模拟实验的石蜡充填箱装置及石蜡充填方法与流程

本发明涉及矿山开采相似模拟，尤其涉及一种用于相似模拟实验的石蜡充填箱装置及石蜡充填方法。

背景技术：

1、在煤层开采之前，为了准确模拟工况，通常会在实验室做相似模拟实验。相似模拟实验用于模拟顶板跨落、导水裂隙发育、采空区充填等等工况。石蜡能够在固相和液相之间转换，适用于模拟煤层开采。而为了模拟充填，公开号为cn118098062a的中国发明专利，公开了一种用于模拟煤层开采和充填的相似模拟实验装置，其采用充填支架机构向采空区充填石蜡，以模拟采空区充填。充填支架机构包括液压支架和石蜡充填箱，石蜡充填箱的后端箱口通过卷帘门密封，在石蜡溶液凝结后，再卷起卷帘门打开后端箱口。

2、上述采用卷帘门来密封石蜡充填箱的后端箱口的方案具有如下缺陷：

3、每次需要推出石蜡块充填时，都需要打开卷帘门，影响充填效率。石蜡在石蜡充填箱中凝结时，会与卷帘门粘接，而在打开卷帘门时，卷帘门会对石蜡块造成破坏，石蜡块的后端会出现破损，受卷帘门的震动影响，会在石蜡块中生成裂隙，影响了充填石蜡块的完整性和充填模拟效果。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种用于相似模拟实验的石蜡充填箱装置及石蜡充填方法，其采用密封膜来密封石蜡充填箱的后端箱口，通过压框将密封膜压紧在后端箱口的边缘，将密封膜密封后端箱口的部分与密封膜的剩余部分通过切刀切断，在需要将石蜡块向后推出时，直接向后推出石蜡块即可，无需打开密封膜，不会破坏石蜡块的完整性，提升了充填效率和充填效果。

2、本发明技术方案提供一种用于相似模拟实验的石蜡充填箱装置，所述石蜡充填箱装置用于连接在液压支架的后侧，以模拟采空区充填；

3、所述石蜡充填箱装置包括具有后端箱口的石蜡充填箱、设于所述石蜡充填箱的后端的膜密封机构和设于所述石蜡充填箱的后端的压框机构；

4、所述石蜡充填箱的前端板设有进料口和推板机构；

5、所述膜密封机构包括与所述石蜡充填箱的顶板可枢转连接的卷轴、卷绕在所述卷轴上的密封膜和用于牵引所述密封膜向下展开以密封所述后端箱口的牵引治具；

6、所述压框机构包括压框和用于驱动所述压框前后移动的压框驱动单元，所述压框用于将展开的所述密封膜压紧在所述后端箱口的边缘，所述压框具有与所述后端箱口随形的压框开口；

7、所述压框的顶部连接有用于将所述密封膜切断的切刀；

8、在所述推板机构处于向后推出状态时，所述压框向后移动预设距离以释放被夹紧的所述密封膜。

9、在其中一项可选技术方案中，所述牵引治具包括与所述顶板连接的上夹具、与所述石蜡充填箱的侧板滑动连接且能够上下移动的下夹具和用于驱动所述下夹具上下移动的下夹具驱动机构；

10、所述上夹具用于夹紧和释放所述密封膜，所述下夹具用于牵引所述密封膜向下展开；

11、在所述牵引治具处于初始状态时，所述下夹具处于高位并处于所述上夹具的下方，所述上夹具和所述下夹具分别夹紧所述密封膜的下端部分；

12、在需要将所述密封膜向下展开时，所述上夹具处于松开状态，所述下夹具夹持所述密封膜向下移动至低位；

13、在所述压框压紧展开的所述密封膜后，所述下夹具复位至高位，所述上夹具和所述下夹具分别夹紧所述密封膜。

14、在其中一项可选技术方案中，所述下夹具驱动机构包括可枢转地安装在所述侧板的外侧的螺杆和与所述顶板连接且用于驱动所述螺杆转动的电机；

15、所述下夹具的连接端设有内螺纹孔，所述螺杆穿过所述内螺纹孔。

16、在其中一项可选技术方案中，所述顶板与所述上夹具之间连接有用于驱动所述上夹具上下移动的上夹具调节机构。

17、在其中一项可选技术方案中，所述密封膜的两端分别伸出于所述石蜡充填箱的两块侧板的外侧，每块所述石蜡充填箱的两侧分别配置有一套所述牵引治具。

18、在其中一项可选技术方案中，所述顶板的后端设有向后延伸的延伸板，所述延伸板的底部设有安装槽，所述石蜡充填箱的侧板的后端面处于所述安装槽的前侧壁面与后侧壁面之间；

19、所述卷轴可枢转地安装在所述安装槽中。

20、在其中一项可选技术方案中，所述压框驱动单元连接在所述延伸板的底部，所述压框驱动单元处于所述安装槽的后侧，所述压框驱动单元通过支架与所述压框连接。

21、在其中一项可选技术方案中，所述压框的顶部设有伸缩机构，所述切刀与所述伸缩机构的输出端连接。

22、在其中一项可选技术方案中，所述石蜡充填箱的底板和/或所述石蜡充填箱的侧板和/或所述石蜡充填箱的前端板和/或所述石蜡充填箱的顶板中设有用于流通冷却液的流道。

23、本发明技术方案还提供一种采用前述任一技术方案所述的石蜡充填箱装置进行石蜡充填的石蜡充填方法，包括如下步骤：

24、s1：通过所述牵引治具将所述密封膜向下展开，以密封住所述后端箱口；

25、s2：通过所述压框驱动单元驱动所述压框前移，以将所述密封膜压紧在所述后端箱口的边缘；

26、s3：所述牵引治具复位至初始位置并在所述后端箱口的上方夹紧所述密封膜；

27、s4：所述切刀前伸作动，并在所述后端箱口与所述牵引治具之间将所述密封膜切断；

28、s5：通过所述进料口向所述石蜡充填箱内注入石蜡溶液；

29、s6：待所述石蜡溶液凝结为石蜡块时，所述压框驱动单元驱动所述压框后移预设距离以释放被夹紧的所述密封膜；

30、s7：所述推板机构后推作动，以将所述石蜡块从所述后端箱口及所述压框开口推出。

31、采用上述技术方案，具有如下有益效果：

32、本发明提供的一种用于相似模拟实验的石蜡充填箱装置及石蜡充填方法，通过在石蜡充填箱的后端设有膜密封机构，以通过牵引治具向下牵引密封膜展开从而密封石蜡充填箱的后端箱口；通过在石蜡充填箱的后端设有压框机构，以通过压框将展开的密封膜压紧在后端箱口的边缘；通过在压框的顶边设置切刀，以将密封膜切断从后端箱口的上方切断；通过进料口向石蜡充填箱中注入石蜡溶液，待石蜡溶液凝结为石蜡块后，后移压框以释放被夹住的密封膜，然后利用推板机构直接向后推出石蜡块即可，无需打开密封膜，不会破坏石蜡块的完整性，提升了充填效率和充填效果。

技术特征：

1.一种用于相似模拟实验的石蜡充填箱装置，其特征在于，所述石蜡充填箱用于连接在液压支架的后侧，以模拟采空区充填；

2.根据权利要求1所述的石蜡充填箱装置，其特征在于，所述牵引治具包括与所述顶板连接的上夹具、与所述石蜡充填箱的侧板滑动连接且能够上下移动的下夹具和用于驱动所述下夹具上下移动的下夹具驱动机构；

3.根据权利要求2所述的石蜡充填箱装置，其特征在于，所述下夹具驱动机构包括可枢转地安装在所述侧板的外侧的螺杆和与所述顶板连接且用于驱动所述螺杆转动的电机；

4.根据权利要求2所述的石蜡充填箱装置，其特征在于，所述顶板与所述上夹具之间连接有用于驱动所述上夹具上下移动的上夹具调节机构。

5.根据权利要求1所述的石蜡充填箱装置，其特征在于，所述密封膜的两端分别伸出于所述石蜡充填箱的两块侧板的外侧，所述石蜡充填箱的两侧分别配置有一套所述牵引治具。

6.根据权利要求1所述的石蜡充填箱装置，其特征在于，所述顶板的后端设有向后延伸的延伸板，所述延伸板的底部设有安装槽，所述石蜡充填箱的侧板的后端面处于所述安装槽的前侧壁面与后侧壁面之间；

7.根据权利要求6所述的石蜡充填箱装置，其特征在于，所述压框驱动单元连接在所述延伸板的底部，所述压框驱动单元处于所述安装槽的后侧，所述压框驱动单元通过支架与所述压框连接。

8.根据权利要求1所述的石蜡充填箱装置，其特征在于，所述压框的顶部设有伸缩机构，所述切刀与所述伸缩机构的输出端连接。

9.根据权利要求1所述的石蜡充填箱装置，其特征在于，所述石蜡充填箱的底板和/或所述石蜡充填箱的侧板和/或所述石蜡充填箱的前端板和/或所述石蜡充填箱的顶板中设有用于流通冷却液的流道。

10.一种采用权利要求1-9中任一项所述的石蜡充填箱装置进行石蜡充填的石蜡充填方法，其特征在于，包括如下步骤：

技术总结本发明公开了一种用于相似模拟实验的石蜡充填箱装置及石蜡充填方法，所述石蜡充填箱装置包括石蜡充填箱、膜密封机构、压框机构和切刀。通过在石蜡充填箱的后端设有膜密封机构，以通过牵引治具向下牵引密封膜展开从而密封石蜡充填箱的后端箱口；通过在石蜡充填箱的后端设有压框机构，以通过压框将展开的密封膜压紧在后端箱口的边缘；通过在压框的顶边设置切刀，以将密封膜切断从后端箱口的上方切断；通过进料口向石蜡充填箱中注入石蜡溶液，待石蜡溶液凝结为石蜡块后，后移压框以释放被夹住的密封膜，然后利用推板机构直接向后推出石蜡块即可，无需打开密封膜，不会破坏石蜡块的完整性，提升了充填效率和充填效果。技术研发人员：池明波,关磊,庞博文,邹俊鹏,宋子恒,刘士奇,张国军,代闯闯受保护的技术使用者：中国安全生产科学研究院技术研发日：技术公布日：2024/9/2