[實用新型]多功能大比例尺立體放礦模型及其放礦模擬鏟

有效

• 申請號: 201521017615.1
• 申請日: 2015-12-10
• 公開（公告）號: CN205187393U
• 公開（公告）日: 2016-04-27
• 發明（設計）人: 甘德清;孫瑞卿;陳超;盧宏建;張亞賓;王曉雷;高鋒;孫成;侯永康
• 申請（專利權）人: 華北理工大學
• 主分類號: B65G65/34
• 分類號: B65G65/34
• 代理公司: 唐山永和專利商標事務所 13103
• 代理人: 王永紅

技術領域

本實用新型屬于采礦工程技術領域，尤其涉及一種可模擬不同分段高度、進路間距、崩礦步距和端壁傾角的多功能大比例尺立體放礦模型及其放礦模擬鏟。

背景技術

無底柱分段崩落采礦法是20世紀60年代初從國外引進的一種采礦方法。由于它具有結構簡單、機械化程度高、成本低、安全性能好、采礦強度大等優點，很快在我國金屬、非金屬礦山得到了推廣，尤其在我國地下黑色金屬礦山中占有重要地位。近年來，隨著地表資源逐漸枯竭，大多數露天礦已逐步轉入地下開采，在當前降本增效開采的礦業背景下，如何最大程度的開采礦石資源已變得越來越重要了，因此在采礦生產前進行采礦方法結構參數和放礦參數的優化研究尤為必要。

放礦模型相似模擬試驗是采礦工程中進行工業試驗前重要的放礦參數優化方法。模擬工業現場放礦過程，使模型放礦與現場放礦過程達到物理相似，利用這種方法通過試驗研究，掌握和了解放礦過程中崩落礦巖的運動規律、崩落礦石在放礦過程中的損失和貧化等技術問題，進而優化采礦方法結構參數和放礦參數。

傳統的放礦模型比例尺小，相似程度不高，大多采用固定式結構，無法靈活拆裝，可模擬的參數單一且數量少，若改變試驗參數，則原有模型不能應用，需重新制作試驗模型。這種固定式裝置無法重復利用，材料浪費大，尤其對于大比例尺的放礦模型，因裝置制作工藝復雜、工作量大、工作時間長，造成放礦模型相似模擬試驗費時費工，工作效率低。

針對多功能大比例尺立體放礦模型，由于模擬試驗工作量大，試驗技術復雜，一些模擬技術與工程實際差別較大，相似度不高。這些模擬技術尚未得到很好解決，現有技術中主要存在以下兩個技術難題：

1、模擬礦壁：傳統的放礦模型大多采用板式礦壁，其摩擦系數與現場實際相差較大。且在生產工藝中，同一分段的兩條相鄰進路之間的邊孔角以下三角礦柱由下一分段回采時打孔崩落，在礦壁模擬過程中需要考慮這種工藝上的要求。因此實現原巖與爆堆的有機轉換是一個技術難題。

2、模擬出礦：傳統的放礦模型通常模擬電耙出礦，與當前普遍應用的鏟運機的鏟礦動作、鏟斗運行軌跡相差甚遠，而鏟裝動作、方式直接影響礦石的下落速度與爆堆的松散效果。因此模擬出礦設備的鏟礦動作、鏟斗運行軌跡是個技術難題。

實用新型內容

為了解決上述技術問題，本實用新型一是提供一種基于礦壁摩擦約束的多功能大比例尺立體放礦模型；而是提供一種與該放礦模型配套使用的放礦模擬鏟。

實現上述目的愛用以下技術方案：

一種多功能大比例尺立體放礦模型，該放礦模型主要由箱體和底座構成，其特征在于，所述箱體內分為覆蓋層部分和礦石分段部分，覆蓋層部分和礦石部分之間用緊固件連接；用以模擬采礦層的礦石分段部分分為多層，每一層分別設置有進路，進路的端部有進路口，礦石分段部分的兩端側壁上開設有用以插入模擬礦壁鋼筋的礦壁插孔，鋼筋插進礦壁插孔內，形成柵式嫁接礦壁，底座位于礦石分段部分的底部與箱體連接。

作為優選，所述模型是按1:50比例制作的三維物理放礦實驗立體模型。

作為優選，所述模型的箱體由壁板、立柱組成，箱體的壁板與箱體立柱鉸接。

作為優選，所述箱體是高2.245m，長1.125m，寬1.2m的長方體。

作為優選，所述模型的底座為矩形結構。

作為優選，所述的礦石分段部分的每個分段分別設有多個進路，該進路菱形布置，進路的斷面呈矩形結構。

作為優選，礦石分段部分的每個分段分別設有三個進路。

作為優選，箱體側壁的礦壁插孔傾斜角度各異。

一種與多功能大比例尺立體放礦模型配套使用的放礦模擬鏟，所述放礦模擬鏟包括鏟把、鉸結軸、鏟斗，鏟斗通過鉸結軸與鏟把鉸接為一體。

采用上述技術方案，與現有技術相比，本模型采用相似模擬理論和邊界控制理論，進行高相似度的物理模擬實驗。模型本體可以靈活更改分段高度、進路間距、崩礦步距、礦壁傾角等技術參數，有效實現無底柱分段崩落放礦。可實現對不同分段高度進行模擬；對不同進路間距進行模擬；對不同崩礦步距進行模擬；對不同端壁傾角進行模擬。該模型采用柵式嫁接礦壁技術，順利實現放礦過程中松散礦巖與礦壁自行摩擦，解決了形成前傾漏斗的相似問題。而且提供了一種與模型配套使用的鉸接式活動鏟斗，采用鉸接式活動鏟斗代替傳統的耙式鏟。高度模擬鏟運機鏟礦方式，有效控制實驗中礦石運搬對橢球體發育的影響，對礦山工業實驗有較高的借鑒意義。

附圖說明

圖1是本實用新型的箱體主視圖。