[實用新型]一種用于采礦相似材料模擬實驗開挖的模型

有效

• 申請號: 201521061341.6
• 申請日: 2015-12-17
• 公開（公告）號: CN205210083U
• 公開（公告）日: 2016-05-04
• 發明（設計）人: 余學義;毛旭魏;尚軒;穆馳;王金東;張建兵;馬超
• 申請（專利權）人: 西安科技大學
• 主分類號: G01N33/24
• 分類號: G01N33/24
• 代理公司: 北京華仲龍騰專利代理事務所(普通合伙) 11548
• 代理人: 李靜

技術領域

本實用新型涉及采礦物理模擬開挖實驗領域，尤其是一種用于采礦相似材料模擬實驗開挖的模型。

背景技術

雖然人們認識到地應力的存在已有近百年的歷史，但從嚴格意義上講，至今人們還沒有真正地掌握問題的奧秘，還沒有真正摸清地下采礦工程誘發地層空間應力場的演變變化規律。這使得許多地下采礦工程的設計計算往往缺乏科學的理論依據，許多巖層控制與支護手段難以做到有的放矢。最終造成地下采礦過程中煤壁片幫、巷道冒頂、沖擊地壓、煤和瓦斯突出等井下災害和作業人員傷亡的事故還時有發生。因此采用物理模擬方式，深入研究地下采礦工程誘發的地層空間應力場的演變變化規律和巖層活動規律，無論從理論本身，還是從國民經濟和社會發展工程實踐的應用上都具有非常深遠的意義。

目前，采礦物理模擬實驗中所用的煤層是使用煤粉進行夯實，在做實驗時，對這部分煤層進行相應地人工回采開挖。但是，對夯實后的煤層進行開挖需要小心，開挖難度較大。一般開挖會導致開挖不完全或者開挖損壞到頂底板，有時會將需要留下的煤柱也回采掉，給實驗造成困難，容易導致錯誤的實驗結果。

實用新型內容

本實用新型旨在提供一種能簡化實驗步驟，加快實驗速度，節約實驗成本的用于采礦相似材料模擬實驗開挖的模型。

為實現上述目的，本實用新型提供如下技術方案：一種用于采礦相似材料模擬實驗開挖的模型，包括底板、煤層、木條塊和頂板，所述底板的頂部設有一層煤層，該煤層內設有數個木條塊，該木條塊由數個木條疊加而成，木條的一端設有把手；所述煤層的頂部設有頂板，該頂板由偽頂、直接頂、老頂和上覆巖層從下向上依次鋪設而成。

作為本實用新型的進一步方案：所述木條塊的厚度與煤層的厚度相同。

作為本實用新型的進一步方案：所述把手鑲嵌在木條內。

與現有技術相比，本實用新型的有益效果是：該用于采礦相似材料模擬實驗開挖的模型將一般方法中需要回采開挖的煤粉用木條進行替換，確保了煤層高度的準確性，開挖易行、簡單、無煤粉撒揚，綠色環保。并且木條的適用性廣，適用煤層厚度范圍大，可在二維實驗中適用，也可在三維實驗中適用，可重復使用節省材料，值得大力推廣。

附圖說明

圖1為本實用新型的結構示意圖；

圖2為煤層的結構示意圖；

圖3為木條的結構示意圖。

具體實施方式

下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。

請參閱圖1-3，本實用新型實施例中，一種用于采礦相似材料模擬實驗開挖的模型，包括底板1、煤層2、木條塊和頂板4，所述底板1的頂部設有一層煤層2，該煤層2內設有數個木條塊，木條塊的厚度與煤層2的厚度相同，該木條塊由數個木條3疊加而成，木條3的一端設有把手，該把手鑲嵌在木條3內，需要時可將其扳出；所述煤層2的頂部設有頂板4，該頂板4由偽頂、直接頂、老頂和上覆巖層從下向上依次鋪設而成。

本實用新型的具體實施方法：將底板1夯實結束后，進行鋪設煤層2；在進行鋪設煤層2的時候，提前將需要開挖回采的煤層2和木條塊的位置在相應的位置標定出來，再將一層木條塊按標定好的位置擺放好，然后在木條塊與木條塊之間鋪上煤粉，再進行夯實就形成了煤柱，接著在該層的上方鋪設到煤層2該有的高度形成模型中的煤層2；在煤層2上方接著以厚度為1厘米為一層從下向上進行鋪設、夯實逐漸形成偽頂、直接頂、老頂以及上覆巖層，待各個層晾干，穩定后可開始做實驗，即開挖回采。

實驗開始，進行開挖時，將需要開挖的木條3的把手扳開，通過對把手施加一個向外的力，將木條3逐一拔出，這樣就形成了采空區，達到實驗回采目的。

本實用新型的優點：一、使用相應大小的若干木條鋪在需要回采的煤層位置，煤柱位置仍使用煤粉進行鋪設并夯實，然后繼續鋪設上覆巖層，待架子穩定后，對煤層進行回采開挖時，直接將相應位置的木條抽出，即可視為回采，木條強度較大，保證了實驗煤層的具體厚度，結構簡單，不僅能使實驗開挖簡單易行，而且能節省材料，提高實驗效率和準確性；

二、只要確定了煤層的實驗高度就可確定出木條的高度，因木條的強度比較大，不會導致因為夯實致使煤層高度不夠

三、開挖干凈，不需要清理試驗臺上的煤粉，綠色環保