本实用新型专利技术公开了一种可调节矿体尺寸、倾角的端部放矿相似模拟试验装置，该试验装置包括斜杆、上横杆、下横杆、立杆、上短横杆、下短横杆、底板、底部横撑、侧面背板和正面背板；利用平行四边形的不稳定性，四根斜杆和两根上横杆、两根上短横杆可绕右侧斜杆底部螺孔进行旋转，下横杆上有角度刻度，在预定角度位置安装立杆，待斜杆、上横杆旋转达到立杆位置后，再与立杆连接进行固定。斜杆、上短横杆、下短横杆与对应上横杆、下横杆之间的连接位置均可自由调节，上横杆、上短横杆与立杆间的连接位置也可自由调节。本实用新型专利技术具有结构简单、成本低、安装简便、可调节矿体倾角和厚度的特点，适用于地下崩落法采矿的放矿相似模拟试验领域。地下崩落法采矿的放矿相似模拟试验领域。地下崩落法采矿的放矿相似模拟试验领域。
【技术实现步骤摘要】
一种端部放矿相似模拟试验装置
[0001]本技术涉及采矿工程
，更具体的说，涉及一种端部放矿相似模拟试验装置。
技术介绍
[0002]由于地下采矿工程的复杂性和不可复制性，不可能在工程现场进行过多的试验回采，同时，现场工业试验还存在成本高、周期长等问题，放矿相似模拟试验是研究地下矿山崩落法采矿过程中相关技术问题的有效手段。在遵循相似原理的前提下，制作能模拟崩落法放矿的相似模型并对其进行模拟试验回采，能有效避免现场试验成本高、周期长等问题，具有较好的经济效果。
[0003]目前，针对垂直方向的崩落法回采放矿的相似模拟试验开展较多，而针对倾斜矿体的崩落法回采放矿的相似模拟试验开展较少。此外，大量放矿相似模拟试验装置的安装固定，无法对矿体的倾角和厚度进行调节，因此不能适用于不同厚度的倾斜矿体的放矿相似模拟试验要求。
[0004]因此，有必要设计专门针对矿体倾角和厚度发生变化的可调节的端部放矿相似模拟试验装置。
技术实现思路
[0005]本技术旨在克服现有技术的不足，提供出一种结构简单、成本低、安装简便、使用效果好的可调节矿体尺寸、倾角的端部放矿相似模拟试验装置。
[0006]为实现上述目的，本技术所采用的具体技术方案如下：
[0007]一种端部放矿相似模拟试验装置，包括斜杆、上横杆、下横杆、立杆、短横杆、底板、底部横撑、侧面背板和正面背板；其中，
[0008]斜杆共设四根且共同围成一个立体的平行四边形，将该立体平行四边形的其中一个平行四边形面定义为前方，另外一个平行四边形面定义为后方，则斜杆的上端与分别设于其前后位置的两根上横杆连接，下端与分别设于其前后位置的两根下横杆连接；下横杆分为左右两段，其左段长度与上横杆相同，其余部分为右段，四根斜杆的下端均与下横杆的左段连接；短横杆共设四根，分别为两根上短横杆和两根下短横杆，上横杆的左右两侧分别与两根上短横杆连接，下横杆的左侧及右段部分分别与两根下短横杆连接；斜杆、上短横杆、下短横杆与对应上横杆、下横杆之间的连接位置均可自由调节；立杆位于斜杆的右侧，且共设两根，立杆的上端与两根上横杆以及位于右侧的上短横杆通过螺栓连接，下端与两根下横杆以及位于下横杆右段部分的下短横杆通过螺栓连接；下横杆右段的其中一条边的中线上钻有螺栓滑槽，滑槽上标有不同角度对应的刻度位置，刻度位置是以右侧斜杆最下端螺孔为圆心，斜杆和上横杆绕右侧斜杆底部螺孔旋转到10
°
～90
°
情况下上横杆最右端螺孔在下横杆右段中线上的投影位置，沿下横杆右段另一条边中线上也钻有螺栓滑槽；下横杆上的两条螺栓滑槽分别对应滑动连接立杆的下端和处于右侧的下短横杆；立杆上部分的
其中一条边的中线上也钻有螺栓滑槽，滑槽位置是以右侧斜杆最下端螺孔为圆心，斜杆和上横杆绕右侧斜杆底部螺孔分别旋转到10
°
和90
°
情况下上横杆最右端螺孔在立杆中线上的投影位置，滑槽的位置为两个投影螺孔之间的连线，沿立杆另一条边中线在竖直方向上也钻有螺栓滑槽，立杆上的两条螺栓滑槽分别对应滑动连接上横杆的右端和处于右侧的上短横杆；
[0009]底板长度与短横杆长度相同，宽度依据所模拟的矿体厚度设置；在下横杆左段上放置数根与短横杆平行且边长相等的底部横撑，底板放置在底部横撑上；
[0010]两块正面背板分别安装在试验装置的前面和后面，两块侧面背板分别安装在试验装置的左侧面和右侧面；正面背板和侧面背板均为透明板，其从试验装置上部塞入斜杆内侧，并与斜杆相连接；
[0011]正面背板为平行四边形形状，宽度为左右两斜杆内侧的距离，高度为底板上表面至上横杆上侧的距离，倾斜角度与斜杆角度相同；侧面背板上布置有数列平行于斜杆的步距插槽，步距插槽的间距和空间位置根据不同的放矿相似模拟试验对应设计；位于前面的正面背板上布置有爆破边界插槽，爆破边界插槽与水平面存在夹角，爆破边界插槽的斜长和空间位置根据不同的放矿相似模拟试验对应设计，爆破边界插槽的下方布置有进路插槽，进路插槽的宽度、高度和空间位置根据不同的放矿相似模拟试验对应设计；若将爆破边界插槽和进路插槽视为一组插槽，则位于前面的正面背板上设有上下两组插槽；位于后面的正面背板为无爆破边界插槽和进路插槽的完整透明板；
[0012]步距插槽内插有下分段步距隔板，爆破边界插槽内插有爆破边界隔板，进路插槽内插有进路隔板；下分段步距隔板为两块异形铁片，铁片形状根据不同的放矿相似模拟试验对应设计；下分段步距隔板位于试验装置内部的边界与上下分段的爆破边界隔板和进路隔板之间存在距离，位于试验装置外部的边界超出侧面背板外表面；爆破边界隔板和进路隔板的一端与位于后面的正面背板内侧平齐，另一端超出位于前面的正面背板外侧；爆破边界隔板宽度小于爆破边界插槽斜长；进路隔板由上下倒扣的两块凹形铁片组成；
[0013]过渡分段步距隔板为平行于正面背板的异形铁片，铁片形状根据不同的放矿相似模拟试验对应设计，各过渡分段步距隔板上部边界为各对应放矿步距分界线与波浪形矿岩边界的交线；在过渡分段步距隔板的上部边界上还焊接有钢条拉杆，钢条拉杆的上端超出正面背板上端。
[0014]本技术通过采用上述技术方案，利用平行四边形的不稳定性，四根斜杆和两根上横杆、两根上短横杆可绕右侧斜杆底部螺孔进行旋转，下横杆上有角度刻度，在预定角度位置安装立杆，待斜杆、上横杆旋转达到立杆位置后，再与立杆连接进行固定。由于斜杆、上短横杆、下短横杆与对应上横杆、下横杆之间的连接位置均可自由调节，以及上横杆、上短横杆与立杆间的连接位置可自由调节，因此该结构可以灵活调节试验装置的内部试验区域尺寸及倾斜角度。
[0015]本技术具有结构简单、成本低、安装简便、可调节矿体倾角和厚度的特点，适用于地下崩落法采矿的放矿相似模拟试验领域。
[0016]优选的，斜杆、上横杆、下横杆、立杆以及短横杆均为角钢；斜杆、短横杆与上横杆、下横杆之间通过螺栓连接，在斜杆、短横杆的两条边中线上均钻有一列螺孔；斜杆上的两列螺孔在竖直方向错开角钢边长的距离，且斜杆的一条边最下端为半圆弧状，圆心与其最下
端螺孔同心；短横杆上的两列螺孔在水平方向错开角钢边长的距离；上横杆与斜杆相接触的一边、下杆左段与斜杆相接触的一边中线上均钻有一列螺孔，且二者的钻孔位置一样。
[0017]优选的，底部横撑为边长与短横杆角钢边长相等的方钢管，每根底部横撑的两端分别与位于前面和后面两根下横杆的外表面平齐。
[0018]优选的，正面背板和侧面背板通过螺孔及对应螺栓与斜杆进行连接。
[0019]优选的，下分段步距隔板位于试验装置内部的边界距离上下分段的爆破边界隔板和进路隔板为8～10mm，下分段步距隔板位于试验装置外部的边界超出侧面背板外表面16～20mm，下分段步距隔板的外部边界处还钻有拉出孔。
[0020]优选的，爆破边界插槽与水平面夹角为15～30
°
；爆破边界插槽和进路插槽边界最小的直线距离为20mm。
...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种端部放矿相似模拟试验装置，其特征在于，包括斜杆、上横杆、下横杆、立杆、短横杆、底板、底部横撑、侧面背板和正面背板；其中，斜杆共设四根且共同围成一个立体的平行四边形，将该立体平行四边形的其中一个平行四边形面定义为前方，另外一个平行四边形面定义为后方，则斜杆的上端与分别设于其前后位置的两根上横杆连接，下端与分别设于其前后位置的两根下横杆连接；下横杆分为左右两段，其左段长度与上横杆相同，其余部分为右段，四根斜杆的下端均与下横杆的左段连接；短横杆共设四根，分别为两根上短横杆和两根下短横杆，上横杆的左右两侧分别与两根上短横杆连接，下横杆的左侧及右段部分分别与两根下短横杆连接；斜杆、上短横杆、下短横杆与对应上横杆、下横杆之间的连接位置均可自由调节；立杆位于斜杆的右侧，且共设两根，立杆的上端与两根上横杆以及位于右侧的上短横杆通过螺栓连接，下端与两根下横杆以及位于下横杆右段部分的下短横杆通过螺栓连接；下横杆右段的其中一条边的中线上钻有螺栓滑槽，滑槽上标有不同角度对应的刻度位置，刻度位置是以右侧斜杆最下端螺孔为圆心，斜杆和上横杆绕右侧斜杆底部螺孔旋转到10
°
～90
°
情况下上横杆最右端螺孔在下横杆右段中线上的投影位置，沿下横杆右段另一条边中线上也钻有螺栓滑槽；下横杆上的两条螺栓滑槽分别对应滑动连接立杆的下端和处于右侧的下短横杆；立杆上部分的其中一条边的中线上也钻有螺栓滑槽，滑槽位置是以右侧斜杆最下端螺孔为圆心，斜杆和上横杆绕右侧斜杆底部螺孔分别旋转到10
°
和90
°
情况下上横杆最右端螺孔在立杆中线上的投影位置，滑槽的位置为两个投影螺孔之间的连线，沿立杆另一条边中线在竖直方向上也钻有螺栓滑槽，立杆上的两条螺栓滑槽分别对应滑动连接上横杆的右端和处于右侧的上短横杆；底板长度与短横杆长度相同，宽度依据所模拟的矿体厚度设置；在下横杆左段上放置数根与短横杆平行且边长相等的底部横撑，底板放置在底部横撑上；两块正面背板分别安装在试验装置的前面和后面，两块侧面背板分别安装在试验装置的左侧面和右侧面；正面背板和侧面背板均为透明板，其从试验装置上部塞入斜杆内侧，并与斜杆相连接；正面背板为平行四边形形状，宽度为左右两斜杆内侧的距离，高度为底板上表面至上横杆上侧的距离，倾斜角度与斜杆角度相同；侧面背板上布置有数列平行于斜杆的步距插槽，步距插槽的间距和空间位置根据不同的放矿相似模拟试验对应设计；位于前面的正面背板上布置有爆破边界插槽，爆破边界插槽与水平面存在夹角，爆破边界插槽的斜长和空间位置根据不同的放矿相似模拟试验对应设计，爆破边界插槽的下方布置有进路插槽，进路插槽的宽度、高度和空间位置根据不同的放矿相似模拟试验对应设计；若将爆破边界插槽和进路插槽视为一组插槽，则位于前面的正面背板上设有上下两组插槽；位于后面的...
【专利技术属性】
技术研发人员：叶义成，张杰，姚囝，王其虎，胡南燕，黄洋，
申请(专利权)人：武汉科技大学，
类型：新型
国别省市：
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