专利名称：一种用于制做放矿物理仿真模拟试验模型的实验装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及采矿放矿，具体为采矿工程工业试验前对崩落矿岩的移动过程进行物理仿真模拟试验时一种用于制做模拟试验模型的实验装置。
背景技术：
放矿物理仿真模拟试验是采矿工程中进行工业试验前重要的参数优化手段。在实验室中，利用与现场放矿系统几何和力学相似的试验模型，使模型放矿过程与现场放矿过程达到近似物理相似。利用这种方法通过试验研究，掌握和了解放矿过程中崩落矿岩的运动规律、崩落矿石在放矿过程中的损失和贫化及放矿过程中采场地应力显现规律等技术问题，进而优选和改进采矿方法结构参数和放矿制度。放矿物理仿真模拟试验要根据模拟对象的不同，制做对应比例不同的试验模型。每进行一次试验，需制做一套与该试验参数相对应的模型；试验参数改变，因原有模型不再适用，需重新制做试验模型。长期以来，用于制做放矿试验模型的实验装置一直采用固定式结构，即根据试验模型的不同参数，制做结构和尺寸与之对应的固定式装置。这种固定式装置重复利用率很低，材料浪费大；尤其对于大比例(如I :50)条件下的模拟试验，因装置制做工艺复杂、工作量大和工期长，导致放矿物理仿真模拟试验通常需要耗时数月，工作效率低。

发明内容
针对上述现有技术存在的缺陷，本发明的目的是提供一种用于制做放矿物理仿真模拟试验模型的实验装置，该实验装置可根据试验模型的不同结构参数(包括分段高度、进路间距、放矿步距、进路尺寸和端壁倾角等)进行灵活拆卸和组装，使装置的重复利用率得以提闻。为实现上述目的，本发明提供的用于制做放矿物理仿真模拟试验模型的实验装置，包括主框架、前面板、侧面板和进路块；其特征在于所述主框架包括底座、后面板、前导轨、侧导轨、前立柱和后立柱；所述底座下部有支腿，底座上有卸料孔和横向安装孔；所述后面板与底座的后边部固定连接成一体，后面板上有镶嵌透明有机玻璃的观察窗；所述前导轨固定在底座的前边部，其上有燕尾形滑槽；所述侧导轨前端与前导轨相接，上部有凹槽，后端与后立柱固定连接，并通过T形螺栓和底座上的横向安装孔与底座形成横向可调式连接；所述前立柱横截面为矩形，其下部有带锁定机构的球形铰链，球形铰链的下端呈燕尾形，通过前导轨的燕尾形滑槽与前导轨形成滑动式连接，沿前立柱的中心有纵向安装孔；所述后立柱横截面为矩形，后面靠在后面板上，前面有纵向卡槽；所述前面板上下由多个分段组成，分段的数量与模型的分段数相同，分段的高度与模型的分段高度相同；每个分段自上而下分为三层，每层均由卡隼式模块相互嵌合构成，其中第一层由高度相同、宽度不同的模块相互嵌合成条形；第二层下部有按模型进路间距间隔分布的母槽；第三层中对应第二层的母槽的模块向上错动，形成与母槽相对应的凸头，凸头的下部形成进路块插口 ；第三层和第二层通过凸头与母槽的嵌合连成一体；所述侧面板上下由多个分段组成，分段的数量和高度分别与前面板分段的数量和高度相同；每个分段由侧面板固定座和安装在侧面板固定座上的多块立板组成；侧面板固定座上下分别有侧面板卡槽，其两端分别插入前立柱的纵向安装孔和后立柱的纵向卡槽中；立板的厚度和高度相同，立板的数量与模型的步距数相同；除最下分段的立板的下端插入所述主框架侧导轨上部的凹槽中以外，其余所有立板的上下端分别插入与之对应的侧面板固定座的侧面板卡槽中，并上下相互对应；每个分段相邻立板间插有步距板，步距板的厚度与立板的宽度之和与模型的步距相同；所述前面板每个分段的两端部分别置于由上下侧面板固定座、侧面板前部的立板和前立柱形成的空间中，并由前面板顶固螺栓固定；所述进路块截面呈方孔形，其横边和竖边分别按模型的进路宽度和高度由固定尺寸的“L”型转角和尺寸可调的连接件通过隼接构成，进路块置于所述前面板的进路块插口 中。本发明实验装置，其组成前面板的模块、组成侧面板的立板和侧面板固定座及组成进路块的连接件等组件可按实际需要制做成不同尺寸的多种规格，根据试验模型的不同参数，选取不同规格的组件，组装成与之相适应的前面板、侧面板和进路快，利用可调式主框架，组装成用于制做不同参数试验模型的装置，以适应不同参数下放矿物理仿真模拟试验。与现有技术相比，本发明实验装置的优点是，拆卸和组装灵活快捷，使用方便；重复使用率高，节省原材料；尤其对于大比例条件下的放矿物理仿真模拟试验，耗费时间短，工作效率高。


图I为本发明整体结构立体示意图；图2为图I中主框架的结构立体示意图；图3为图2中A部放大图；图4为图2中B部放大图；图5为图4中C-C剖面的剖视图；图6为图I中前面板一段的结构示意图；图7为图6段中第一层的结构示意图；图8为图6段中第二层的结构示意图；图9为图6段中第三层的结构示意图；图10为图I中侧面板的结构示意图；图11为图10中侧面板固定座的主视图；图12为图11侧面板固定座的俯视图；图13为图I中进路块的立体图；图14为图13进路块的截面图(分解图)；图15为倾斜放矿时侧面板的结构示意图。图中1-主框架，2-前面板，3-侧面板，4-进路块，1-1后面板，1-2观察窗，1-3前立柱，1-4侧导轨，1-5卸料孔，1-6支腿，1-7底座，1-8前导轨，1-9横向安装孔，1-10纵向安装孔，1-11纵向卡槽，1-12后立柱，1-13T型螺栓，1-14球形铰链，1-15锁定机构，2-1第一层，2-2第二层，2-3第三层，2-4卡隼式模块，2-5母槽，2-6凸头，2-7进路块插口，3_1立板，3-2侧面板固定座，3-3侧面板固定座固定螺栓，3-4前面板顶固螺栓，3-5步距板3_6侧面板卡槽，4-1 “L”型转角，4-2连接件。
具体实施例方式以下结合附图和实施例对本发明作进一步说明。实施例I本实施例为某崩矿步距优化研究，模拟分段高度为18m，进路间距为20m，进路尺寸为5. 5X3. Sm，步距为4m，比例为1:50条件下的放矿过程。模型参数如下表所示权利要求
1.一种用于制做放矿物理仿真模拟试验模型的实验装置，包括主框架(I)、前面板(2)、侧面板(3)和进路块(4);其特征在于所述主框架包括底座(1-7)、后面板(1-1)、前导轨(1-8)、侧导轨(1-4)、前立柱(1-3) 和后立柱(1-12);所述底座下部有支腿(1-6)，底座上有卸料孔(1-5)和横向安装孔(1-9); 所述后面板与底座的后边部固定连接成一体，后面板上有镶嵌透明有机玻璃的观察窗 (1-2);所述前导轨固定在底座的前边部，其上有燕尾形滑槽；所述侧导轨前端与前导轨相接，上部有凹槽，后端与后立柱固定连接，并通过T形螺栓(1-13)和底座上的横向安装孔与底座形成横向可调式连接；所述前立柱横截面为矩形，其下部有带锁定机构(1-15)的球形铰链(1-14)，球形铰链的下端呈燕尾形，通过前导轨的燕尾形滑槽与前导轨形成滑动式连接，沿前立柱的中心有纵向安装孔(1-10);所述后立柱横截面为矩形，后面靠在后面板上， 前面有纵向卡槽(1-11);所述前面板(2)上下由多个分段组成，分段的数量与模型的分段数相同，分段的高度与模型的分段高度相同；每个分段自上而下分为三层，每层均由卡隼式模块相互嵌合构成，其中第一层(2-1)由高度相同、宽度不同的模块(2-4)相互嵌合成条形；第二层(2-2)下部有按模型进路间距间隔分布的母槽(2-5);第三层(2-3)中对应第二层的母槽的模块向上错动，形成与母槽相对应的凸头(2-6)，凸头的下部形成进路块插口(2-7);第三层(2-3)和第二层(2-2)通过凸头与母槽的嵌合连成一体；所述侧面板(3)上下由多个分段组成，分段的数量和高度分别与前面板分段的数量和高度相同；每个分段由侧面板固定座(3-2)和安装在侧面板固定座上的多块立板(3-1) 组成；侧面板固定座上下分别有侧面板卡槽(3-6)，其两端分别插入前立柱的纵向安装孔 (1-10)和后立柱的纵向卡槽(1-11)中；立板的厚度和高度相同，立板的数量与模型的步距数相同；除最下分段的立板的下端插入所述主框架侧导轨(1-4)上部的凹槽中以外，其余所有立板的上下端分别插入与之对应的侧面板固定座的侧面板卡槽中，并上下相互对应； 每个分段相邻立板间插有步距板(3-5)，步距板的厚度与立板的宽度之和与模型的步距相同；所述前面板每个分段的两端部分别置于由上下侧面板固定座、侧面板前部的立板和前立柱形成的空间中，并由前面板顶固螺栓(3-4)固定；所述进路块(4)截面呈方孔形，其横边和竖边分别按模型的进路宽度和高度由固定尺寸的“L”型转角( 4-1)和尺寸可调的连接件(4-2)通过隼接构成，进路块置于所述前面板的进路块插口(2-7)中。
全文摘要
一种用于制做放矿物理仿真模拟试验模型的实验装置，由主框架、前面板、侧面板和进路块组合而成。主框架底座有卸料孔，后面板有观察窗，前后立柱可通过导轨横向移动，前立柱可通过球形铰链倾斜；前面板由卡隼式模块相互嵌合构成的多个分段组成，侧面板由立板与侧面板固定座插接构成的多个分段组成，分段的数量和高度与模型的分段数和分段高度相同；进路块由固定尺寸的转角和尺寸可调的连接件隼接构成。该装置组成前面板的模块、组成侧面板的立板和组成进路块的连接件等组件可做成多种规格，选用不同规格的组件可组装成不同参数试验模型用的实验装置。装置拆卸组装快捷，重复使用率高，用于放矿模拟试验节省材料，耗时短，效率高。
文档编号G01N1/28GK102706710SQ20121019351
公开日2012年10月3日 申请日期2012年6月12日 优先权日2012年6月12日
发明者关守安, 刘建坡, 孙伟博, 安龙, 张希巍, 徐帅, 戴星航, 李元辉, 江学, 邬金, 高振领 申请人:东北大学