[發明專利]一種用于二維相似模擬試驗中多角度巷道開挖的開挖裝置

有效

• 申請號: 201811153224.0
• 申請日: 2018-09-30
• 公開（公告）號: CN109115996B
• 公開（公告）日: 2020-12-29
• 發明（設計）人: 馮國瑞;孫強;王朋飛;郭軍;錢瑞鵬;任玉琦;閆勇敢;李松玉;郝晨良
• 申請（專利權）人: 太原理工大學
• 主分類號: G01N33/24
• 分類號: G01N33/24
• 代理公司: 太原晉科知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 14110
• 代理人: 任林芳

本發明提供一種用于二維相似模擬試驗中多角度巷道開挖的開挖裝置，屬于相似模擬試驗開挖裝置的技術領域，包括可調節固定架、旋轉機構、左右滑動架、前后滑動架、電動機、螺旋鉆頭和傳動組件；可調節固定架與待開挖面平行，包括橫梁、固定豎梁、可調節豎梁和緊固螺釘；旋轉機構包括旋轉平臺、豎向旋轉連接塊以及帶動旋轉平臺在水平面旋轉的水平旋轉構件；水平旋轉構件包括架體、轉動設置在架體上的具有螺紋的旋轉軸和套設在旋轉軸上的滑臺；左右滑動架滑動設置在旋轉平臺上；前后滑動架滑動設置在左右滑動架上，且與左右滑動架垂直；電動機、螺旋鉆頭和傳動組件設置在前后滑動架上。該裝置可替代人為開挖，改善人工開挖時帶來的各種弊端。

技術領域

本發明涉及相似模擬試驗開挖裝置的技術領域，特別是涉及一種用于二維相似模擬試驗中多角度巷道開挖的開挖裝置。

背景技術

由于采礦工程的工作面處于地下，而且各礦山開采技術復雜多變，據研究得證，很多礦井災害離不開覆巖結構等問題，而上覆巖層處于觀測盲區，單憑災害表面觀察達不到令人滿意的結果，且不能完整準確的反映具體條件與采礦過程中由于采動引起的巖層運動，因此，我國引進物理相似模擬實驗，憑借其在反映采動過程中巖層運動的準確及可靠性優勢，在我國礦業研究過程中，物理相似模擬研究依然在各科研工作中占據重要地位。

然而目前并沒有找到相關專利和文獻提及二維相似模擬中不同傾角巷道的開挖，相似模擬中，雖然人為開挖巷道簡單方便，但是缺陷也很明顯，人工開挖時由于使用工具各異，造成開挖后巷道不平整，存在各種破壞，而且掘進方向無法把握，與實際嚴重不符，整體邊部也很容易掉落，影響整體效果。故亟需一種開挖裝置的出現用以替代人為開挖。

發明內容

本發明的目的在于提供一種用于二維相似模擬試驗中多角度巷道開挖的開挖裝置，以替代人為開挖，改善人工開挖時帶來的各種弊端。

為實現上述目的，本發明提供一種用于二維相似模擬試驗中多角度巷道開挖的開挖裝置，包括可調節固定架、旋轉機構、左右滑動架、前后滑動架、電動機、螺旋鉆頭以及連接電動機和螺旋鉆頭的傳動組件；可調節固定架與待開挖面平行，包括橫梁、固定豎梁、可調節豎梁和緊固螺釘；橫梁通過連接件連接到相似模擬試驗架上，兩端分別與固定豎梁的頂端固定連接；固定豎梁內具有容納可調節豎梁的腔體，側壁上設置有螺紋孔，腔體的開口設置在固定豎梁的底端；可調節豎梁從固定豎梁底端的開口插入腔體內，底端位于固定豎梁外，包括第一可調節豎梁和第二可調節豎梁；緊固螺釘從固定豎梁側壁的螺紋孔插入腔體內，固定可調節豎梁；旋轉機構包括旋轉平臺、豎向旋轉連接塊以及帶動所述旋轉平臺在水平面旋轉的水平旋轉構件；豎向旋轉連接塊連接在第一可調節豎梁的底端，且能繞連接處豎向旋轉；水平旋轉構件包括架體、轉動設置在架體上的具有螺紋的旋轉軸和套設在旋轉軸上的滑臺；架體連接在第二可調節豎梁的底端，且能繞連接處豎向旋轉；旋轉軸沿著前后方向設置；旋轉平臺的第一端與豎向旋轉連接塊連接，且能繞連接處水平旋轉，第二端固定在滑臺上；左右滑動架滑動設置在旋轉平臺上；前后滑動架滑動設置在左右滑動架上，且與左右滑動架垂直；電動機、螺旋鉆頭和傳動組件設置在前后滑動架上。

進一步地，豎向旋轉連接塊上水平設置有刻度盤；刻度盤上的刻度值為0-180度，90度所在的刻線與待開挖面平行；

或刻度盤上的刻度值為0-90-0度，90度所在的刻線與待開挖面平行。

進一步地，水平旋轉構件還包括設置在架體外的帶動旋轉軸旋轉的搖桿。

進一步地，橫梁上設置有容納相似模擬試驗架上部槽鋼的安裝槽；連接件穿過安裝槽和相似模擬試驗架上部槽鋼將開挖裝置安裝在相似模擬試驗架上。

進一步地，旋轉平臺上設置有左右滑行槽；左右滑動架的底面設置有M形卡接部；M形卡接部中間的卡塊插入所述左右滑行槽內，兩側的卡塊位于旋轉平臺外；開挖裝置還包括左右滑動架安裝板；左右滑動架安裝板設置在旋轉平臺下方與M形卡接部兩側的卡塊通過螺釘連接。