[发明专利]露天矿模拟实验台及方法

说明书

技术领域

本发明涉及露天矿模拟实验台及方法，尤其适用于对露天矿整体结构及现有开采技术的可视化模拟，可以直观的检测模拟效果，有助于开采理论的更新和发展。

背景技术

露天开采的本质为在地壳实体上构造空间，在空间上构造矿山实体的复杂过程，这样便形成了工作帮、端帮及对应的边坡。由于现有露天矿边坡具有高、长、大等特点，要对其进行实体模拟，技术上很难实现，且短时间内无法完成。实体模拟对于理论的改进和完善，有很明显的促进作用，但是露天矿现场的复杂情况和繁忙的生产作业给实体模拟制造了很大的困难。

发明内容

本发明的目的是针对已有技术中的问题，提供一种结构简单、易于操作、可直观完成露天矿多种模拟实验、 避免外界因素干扰的露天矿模拟实验台及方法。

本发明露天矿模拟实验台，包括由侧板、底板和后挡板围成的框架，框架内中部两侧分别填充有模拟岩石层序的阶梯形岩土材料层，构成模拟露天采场的端帮，端帮的边坡角为α，框架中央底部间隔设有两个滑槽，每个滑槽内分别设有两个可在其内来回滑动的滑动板，滑动板的外侧分别设有固定在侧板上的可旋转的三角挡板，三角挡板的旋转角为β，两个滑动板顶面前后两端部分别固定有靠在端帮坡面上的排土场模拟板和工作模拟板，两个工作帮模拟板之间的空间为模拟工作帮，两个排土场模拟板之间的空间为模拟内排土场。

所述的排土场模拟板和工作模拟板的横截面呈直角；所述端帮的边坡角α为30°；所述三角挡板的旋转角β为60°。

本发明的露天矿模拟实验方法： 

a、在模拟实验台的框架中部对称向内倾斜的面上填充模拟岩石层序的阶梯形岩土材料层，模拟露天矿端帮的边坡结构；

b、通过两个滑动板将排土场模拟板和工作帮模拟板沿滑槽同向推进，推进的方向沿着排土场模拟板指向工作帮模拟板，模拟采场推进的速度及过程；

c、当排土场模拟板的推进速度大于工作帮模拟板，排土场模拟板和工作帮模拟板之间的坑底距离D逐渐缩小时，模拟内排土场及时跟进；

d、按照逆时针方向旋转三角挡板，提高所述端帮的边坡角，紧挨模拟内排土场坡面自下而上迅速回填剥离的岩土，模拟内排土场及时跟进，压覆端帮的暴露面，模拟露天矿端帮靠帮开采。

有益效果：本发明可直观完成露天矿多种模拟实验，如端帮的岩层结构、采场的推进及内排土场的跟进、端帮靠帮开采。 避免外界因素的干扰，且能保证模拟实验长时间连续进行。通过制作露天矿模拟实验台，提供开采技术模拟的基础，然后借助实验台的特点，模拟端帮的岩层结构，可旋转三角挡板按照逆时针方向旋转一定角度，端帮边坡角随之提高，内排土场及时跟进，模拟露天矿端帮靠帮开采。采场的推进、内排土场的跟进，靠帮开采等技术方案，直观有效。具有应用成本低、经济效果好等优点，更具有推广价值。

附图说明

图1为本发明的露天矿模拟实验台结构主视图。

图2为本发明的露天矿模拟实验台结构俯视图。

图3为本发明的采场推进模拟方案示意图。

图4为本发明的靠帮开采模拟方案示意图。

图5为本发明的采场边坡结构模拟示意图。

图中：1－侧板，2－底板，3－后挡板，4－可旋转三角挡板，5－排土场模拟板，6－工作帮模拟板，7－滑动板，8－滑槽，9－工作帮，10－端帮，11－内排土场。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的实施例作进一步的描述： 

本发明模拟实验台包括由侧板1、底板2和后挡板3围成的框架，框架内中部两侧分别填充有模拟岩石层序的阶梯形岩土材料层，构成模拟露天采场的端帮10，端帮10的边坡角为α，框架中央底部间隔设有两个滑槽8，每个滑槽8内分别设有两个可在其内来回滑动的滑动板7，滑动板7的外侧分别设有固定在侧板1上的可旋转的三角挡板4，三角挡板4的旋转角为β，两个滑动板7顶面前后两端部分别固定有靠在端帮10坡面上的排土场模拟板5和工作模拟板6，两个工作帮模拟板6之间所形成的空间为工作帮9，两个排土场模拟板之间所形成的空间为内排土场11；所述的排土场模拟板5和工作模拟板6的横截面呈直角；所述三角挡板4的旋转角β为30～60°；所述端帮10的边坡角α为20～30°。

本发明的露天矿模拟实验方法：

a、在模拟实验台的框架中部对称向内倾斜的面上填充模拟岩石层序的阶梯形岩土材料层，模拟露天矿端帮10的边坡结构；