[实用新型]一种用于采矿相似材料模拟实验开挖的模型

说明书

技术领域

本实用新型涉及采矿物理模拟开挖实验领域，尤其是一种用于采矿相似材料模拟实验开挖的模型。

背景技术

虽然人们认识到地应力的存在已有近百年的历史，但从严格意义上讲，至今人们还没有真正地掌握问题的奥秘，还没有真正摸清地下采矿工程诱发地层空间应力场的演变变化规律。这使得许多地下采矿工程的设计计算往往缺乏科学的理论依据，许多岩层控制与支护手段难以做到有的放矢。最终造成地下采矿过程中煤壁片帮、巷道冒顶、冲击地压、煤和瓦斯突出等井下灾害和作业人员伤亡的事故还时有发生。因此采用物理模拟方式，深入研究地下采矿工程诱发的地层空间应力场的演变变化规律和岩层活动规律，无论从理论本身，还是从国民经济和社会发展工程实践的应用上都具有非常深远的意义。

目前，采矿物理模拟实验中所用的煤层是使用煤粉进行夯实，在做实验时，对这部分煤层进行相应地人工回采开挖。但是，对夯实后的煤层进行开挖需要小心，开挖难度较大。一般开挖会导致开挖不完全或者开挖损坏到顶底板，有时会将需要留下的煤柱也回采掉，给实验造成困难，容易导致错误的实验结果。

实用新型内容

本实用新型旨在提供一种能简化实验步骤，加快实验速度，节约实验成本的用于采矿相似材料模拟实验开挖的模型。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种用于采矿相似材料模拟实验开挖的模型，包括底板、煤层、木条块和顶板，所述底板的顶部设有一层煤层，该煤层内设有数个木条块，该木条块由数个木条叠加而成，木条的一端设有把手；所述煤层的顶部设有顶板，该顶板由伪顶、直接顶、老顶和上覆岩层从下向上依次铺设而成。

作为本实用新型的进一步方案：所述木条块的厚度与煤层的厚度相同。

作为本实用新型的进一步方案：所述把手镶嵌在木条内。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：该用于采矿相似材料模拟实验开挖的模型将一般方法中需要回采开挖的煤粉用木条进行替换，确保了煤层高度的准确性，开挖易行、简单、无煤粉撒扬，绿色环保。并且木条的适用性广，适用煤层厚度范围大，可在二维实验中适用，也可在三维实验中适用，可重复使用节省材料，值得大力推广。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为煤层的结构示意图；

图3为木条的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1-3，本实用新型实施例中，一种用于采矿相似材料模拟实验开挖的模型，包括底板1、煤层2、木条块和顶板4，所述底板1的顶部设有一层煤层2，该煤层2内设有数个木条块，木条块的厚度与煤层2的厚度相同，该木条块由数个木条3叠加而成，木条3的一端设有把手，该把手镶嵌在木条3内，需要时可将其扳出；所述煤层2的顶部设有顶板4，该顶板4由伪顶、直接顶、老顶和上覆岩层从下向上依次铺设而成。

本实用新型的具体实施方法：将底板1夯实结束后，进行铺设煤层2；在进行铺设煤层2的时候，提前将需要开挖回采的煤层2和木条块的位置在相应的位置标定出来，再将一层木条块按标定好的位置摆放好，然后在木条块与木条块之间铺上煤粉，再进行夯实就形成了煤柱，接着在该层的上方铺设到煤层2该有的高度形成模型中的煤层2；在煤层2上方接着以厚度为1厘米为一层从下向上进行铺设、夯实逐渐形成伪顶、直接顶、老顶以及上覆岩层，待各个层晾干，稳定后可开始做实验，即开挖回采。

实验开始，进行开挖时，将需要开挖的木条3的把手扳开，通过对把手施加一个向外的力，将木条3逐一拔出，这样就形成了采空区，达到实验回采目的。

本实用新型的优点：一、使用相应大小的若干木条铺在需要回采的煤层位置，煤柱位置仍使用煤粉进行铺设并夯实，然后继续铺设上覆岩层，待架子稳定后，对煤层进行回采开挖时，直接将相应位置的木条抽出，即可视为回采，木条强度较大，保证了实验煤层的具体厚度，结构简单，不仅能使实验开挖简单易行，而且能节省材料，提高实验效率和准确性；

二、只要确定了煤层的实验高度就可确定出木条的高度，因木条的强度比较大，不会导致因为夯实致使煤层高度不够

三、开挖干净，不需要清理试验台上的煤粉，绿色环保