[發明專利]一種煤與稀有金屬協調開采實驗臺及應用方法

在審

• 申請號: 201811402764.8
• 申請日: 2018-11-23
• 公開（公告）號: CN109272848A
• 公開（公告）日: 2019-01-25
• 發明（設計）人: 何祥;袁亮;張通;趙毅鑫;龔浩然
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學（北京）
• 主分類號: G09B25/00
• 分類號: G09B25/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種煤與稀有金屬協調開采實驗臺，其特征在于：所述煤與稀有金屬協調開采實驗臺包括：

相似模擬系統，包括可移動有機玻璃板、抽注板、中部固定架、中部固定橫梁、中部承載托板、底部固定豎梁、底部承載托板、模擬煤層、可伸縮彈簧、小擋板，所述中部固定架、中部固定橫梁、底部固定豎梁通過螺絲與可移動有機玻璃板、中部承載托板、底部承載托板連接并固定，所述抽注板置于可移動有機玻璃板上部，所述模擬煤層位于相似模擬系統底部，所述可伸縮彈簧連接小擋板與可移動有機玻璃板；

控制系統，包括中央控制器、HDMI線、服務器、信號傳輸線、液壓千斤頂、液泵、壓力液存儲罐、壓力液輸送管、抽液馬達、注液馬達、抽液管、注液管、壓力表、閥門、注液存儲箱、廢液存儲箱，所述液泵、注液馬達、抽液馬達置于壓力液存儲罐、注液存儲箱、廢液存儲箱端部、所述壓力表、閥門依次置于液泵、注液馬達、抽液馬達之后，所述壓力液輸送管連接壓力液存儲罐與液壓千斤頂，所述抽液管連接廢液存儲箱與抽注板，所述注液管連接注液存儲箱與抽注板，所述液壓千斤頂置于可移動有機玻璃板與中部承載托板、底部承載托板之間，所述HDMI線連接中央控制器與服務器，所述信號傳輸線將服務器分別與液泵、抽液馬達、注液馬達連接。

信息采集系統，包括采集箱、壓力傳感器、數據傳輸線、高速相機，所述采集箱置于實驗臺外部，所述壓力傳感器鋪設于模型中部，所述數據傳輸線將服務器分別與壓力傳感器、高速相機相連。

2.根據權利要求1所述的煤與稀有金屬協調開采實驗臺，其特征在于：所述可移動有機玻璃板由可伸縮彈簧連接，內側固定有小擋板，其頂部設置有抽注孔。

3.根據權利要求1所述的煤與稀有金屬協調開采實驗臺，其特征在于：所述采集箱為三面箱體，且放置于實驗臺外部，并配備有高速相機。

4.一種煤與稀有金屬協調開采實驗臺，其特征在于，采用如權利要求1至3任一項所述的煤與稀有金屬協調開采實驗臺，包括如下步驟：

a、檢查各系統部件完好性，確認其能正常工作后，將中部固定架、中部固定橫梁、底部固定豎梁分別通過螺絲與可移動有機玻璃板、中部承載托板、底部承載托板連接并固定，將液壓千斤頂固定于可移動有機玻璃板與中部承載托板、底部承載托板之間；

b、將制作好的透明相似材料鋪設在相似模擬系統中，預先埋設壓力傳感器，正確連接數據傳輸線、信號傳輸線、HDMI線,將采集箱置于整體實驗臺外端，高速相機對準模型側面中部；

c、操作中央控制器打開液泵及其閥門，將壓力液存儲罐中的壓力液通過壓力液輸送管注入液壓千斤頂中，使之對可移動有機玻璃板均勻加載；

d、操作中央控制器打開注液馬達及其閥門，注液存儲箱中的溶浸液通過注液管、抽注板，勻速注入頂部稀有金屬礦床相似材料層，同時操作中央控制器打開抽液馬達及其閥門，將溶浸液從頂部稀有金屬礦床相似材料層通過抽液管抽出至廢液存儲箱，模擬整個稀有金屬開采過程；

e、將條形模擬煤層從模型后部可移動有機玻璃板留設的小窗口依次抽出，模擬整個煤層開采過程；

f、壓力傳感器、高速相機通過數據傳輸線將實時數據傳入中央控制器，同時服務器實時記錄各壓力表壓力值，操作中央控制器將所采集的所有數據進行處理，并在中央控制器上顯示處理結果；

g、實驗完畢，操作中央控制器，停止抽液馬達、注液馬達，關閉閥門，并通過液壓千斤頂對模型卸壓，清理各系統裝置，分類保存，以待下次使用。