[發明專利]相似材料模擬實驗裝置及其實驗方法

在審

• 申請號: 202010983261.5
• 申請日: 2020-09-17
• 公開（公告）號: CN112213464A
• 公開（公告）日: 2021-01-12
• 發明（設計）人: 丁鑫品;李鳳明;白國良;桑盛;孫家愷;王宏;劉祥宏;湯萬鈞;郭孝理;劉夢薇;任慧君;李鵬翔;溫馨
• 申請（專利權）人: 中煤科工集團北京土地整治與生態修復科技研究院有限公司;中煤科工生態環境科技有限公司
• 主分類號: G01N33/24
• 分類號: G01N33/24
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 張大威

1.一種相似材料模擬實驗裝置，其特征在于，所述相似材料模擬實驗裝置應用于露天礦端幫煤開采領域，所述實驗裝置包括：

二維三維一體模擬實驗臺架，所述二維三維一體模擬實驗臺架包括多根支撐立柱、三級橫梁、中部橫梁和試驗臺底板，其中，所述多根支撐立柱和所述三級橫梁用于形成臺架，所述中部橫梁用于固定所述試驗臺底板，在所述試驗臺底板的上部一側通過橫梁和立柱劃分出三維模擬實驗區和二維模擬實驗區；

三維模擬實驗區四周約束裝置，所述三維模擬實驗區四周約束裝置包括第一前部透明玻璃板、第一側部透明玻璃板和第一后部透明玻璃板，其中，所述第一前部透明玻璃板、所述第一側部透明玻璃板、所述第一后部透明玻璃板與所述試驗臺底板形成所述三維模擬實驗區；

二維模擬實驗區四周約束裝置，所述二維模擬實驗區四周約束裝置包括第二前部透明玻璃板、第二側部透明玻璃板和第二后部透明玻璃板，其中，所述第二前部透明玻璃板、所述第二側部透明玻璃板、所述第二后部透明玻璃板與所述試驗臺底板形成所述二維模擬實驗區；

巷硐施工裝置，用于在所述二維模擬實驗區和所述三維模擬實驗區施工巷硐。

2.根據權利要求1所述的相似材料模擬實驗裝置，其特征在于，所述巷硐施工裝置包括：

沖擊鏟和支架，其中，所述沖擊鏟設置在所述支架上且可在所述支架上滑動，所述沖擊鏟包括鏟頭和鏟柄，所述鏟頭斜切并開刃，所述鏟頭的后部與所述鏟柄的一端在對稱中心位置焊接，所述鏟柄的斷面對角線與所述鏟頭的斷面對角線的夾角為預設角度。

3.根據權利要求2所述的相似材料模擬實驗裝置，其特征在于，

所述支架的支撐腿分別安裝高度調節裝置，在所述支架的頂部沿中線設置有若干相同的支座，在每個所述支座上部分叉處分別安裝兩個可自由轉動的軸承，兩個所述軸承的間距和角度以能夠保證所述鏟柄的相鄰兩個面與之分別接觸且在所述鏟柄來回滑動過程中不發生脫落為準。

4.根據權利要求2所述的相似材料模擬實驗裝置，其特征在于，所述支架由型鋼焊接而成。

5.根據權利要求2所述的相似材料模擬實驗裝置，其特征在于，所述預設角度為45°。

6.根據權利要求1至5中任一項所述的相似材料模擬實驗裝置，其特征在于，還包括：

第一約束解除裝置，所述第一約束解除裝置作用于所述二維模擬實驗區的左側，所述第一約束解除裝置包括第一至第四搖桿，所述第一至第四搖桿分別穿過橫梁的對應孔洞，所述第一至第四搖桿分別穿過所述二維模擬實驗區四周約束裝置中的左側透明玻璃板對應孔洞，所述第一至第四搖桿的末端與所述左側透明玻璃板柔性固定，在所述第一至第四搖桿的上部和橫梁孔洞內側加工配套螺紋，通過豎向搖動所述第一至第四搖桿的手柄實現軸向移動，以使所述左側透明玻璃板可隨著所述第一至第四搖桿轉動而發生前后移動。

7.根據權利要求6所述的相似材料模擬實驗裝置，其特征在于，還包括：

第二約束解除裝置，所述第二約束解除裝置作用于所述二維模擬實驗區的右側，所述第二約束解除裝置包括第五至第八搖桿，所述第五至第八搖桿分別穿過橫梁的對應孔洞，所述第五至第八搖桿分別穿過所述二維模擬實驗區四周約束裝置中的右側透明玻璃板對應孔洞，所述第五至第八搖桿的末端與所述右側透明玻璃板柔性固定，在所述第五至第八搖桿的上部和橫梁孔洞內側加工配套螺紋，通過豎向搖動所述第五至第八搖桿的手柄實現軸向移動，以使所述右側透明玻璃板可隨著所述第五至第八搖桿轉動而發生前后移動；

其中，所述第五至第八搖桿的長度小于第一至第四搖桿的長度。