[发明专利]一种用于二维相似模拟试验中多角度巷道开挖的开挖装置

说明书

本发明提供一种用于二维相似模拟试验中多角度巷道开挖的开挖装置，属于相似模拟试验开挖装置的技术领域，包括可调节固定架、旋转机构、左右滑动架、前后滑动架、电动机、螺旋钻头和传动组件；可调节固定架与待开挖面平行，包括横梁、固定竖梁、可调节竖梁和紧固螺钉；旋转机构包括旋转平台、竖向旋转连接块以及带动旋转平台在水平面旋转的水平旋转构件；水平旋转构件包括架体、转动设置在架体上的具有螺纹的旋转轴和套设在旋转轴上的滑台；左右滑动架滑动设置在旋转平台上；前后滑动架滑动设置在左右滑动架上，且与左右滑动架垂直；电动机、螺旋钻头和传动组件设置在前后滑动架上。该装置可替代人为开挖，改善人工开挖时带来的各种弊端。

技术领域

本发明涉及相似模拟试验开挖装置的技术领域，特别是涉及一种用于二维相似模拟试验中多角度巷道开挖的开挖装置。

背景技术

由于采矿工程的工作面处于地下，而且各矿山开采技术复杂多变，据研究得证，很多矿井灾害离不开覆岩结构等问题，而上覆岩层处于观测盲区，单凭灾害表面观察达不到令人满意的结果，且不能完整准确的反映具体条件与采矿过程中由于采动引起的岩层运动，因此，我国引进物理相似模拟实验，凭借其在反映采动过程中岩层运动的准确及可靠性优势，在我国矿业研究过程中，物理相似模拟研究依然在各科研工作中占据重要地位。

然而目前并没有找到相关专利和文献提及二维相似模拟中不同倾角巷道的开挖，相似模拟中，虽然人为开挖巷道简单方便，但是缺陷也很明显，人工开挖时由于使用工具各异，造成开挖后巷道不平整，存在各种破坏，而且掘进方向无法把握，与实际严重不符，整体边部也很容易掉落，影响整体效果。故亟需一种开挖装置的出现用以替代人为开挖。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于二维相似模拟试验中多角度巷道开挖的开挖装置，以替代人为开挖，改善人工开挖时带来的各种弊端。

为实现上述目的，本发明提供一种用于二维相似模拟试验中多角度巷道开挖的开挖装置，包括可调节固定架、旋转机构、左右滑动架、前后滑动架、电动机、螺旋钻头以及连接电动机和螺旋钻头的传动组件；可调节固定架与待开挖面平行，包括横梁、固定竖梁、可调节竖梁和紧固螺钉；横梁通过连接件连接到相似模拟试验架上，两端分别与固定竖梁的顶端固定连接；固定竖梁内具有容纳可调节竖梁的腔体，侧壁上设置有螺纹孔，腔体的开口设置在固定竖梁的底端；可调节竖梁从固定竖梁底端的开口插入腔体内，底端位于固定竖梁外，包括第一可调节竖梁和第二可调节竖梁；紧固螺钉从固定竖梁侧壁的螺纹孔插入腔体内，固定可调节竖梁；旋转机构包括旋转平台、竖向旋转连接块以及带动所述旋转平台在水平面旋转的水平旋转构件；竖向旋转连接块连接在第一可调节竖梁的底端，且能绕连接处竖向旋转；水平旋转构件包括架体、转动设置在架体上的具有螺纹的旋转轴和套设在旋转轴上的滑台；架体连接在第二可调节竖梁的底端，且能绕连接处竖向旋转；旋转轴沿着前后方向设置；旋转平台的第一端与竖向旋转连接块连接，且能绕连接处水平旋转，第二端固定在滑台上；左右滑动架滑动设置在旋转平台上；前后滑动架滑动设置在左右滑动架上，且与左右滑动架垂直；电动机、螺旋钻头和传动组件设置在前后滑动架上。

进一步地，竖向旋转连接块上水平设置有刻度盘；刻度盘上的刻度值为0-180度，90度所在的刻线与待开挖面平行；

或刻度盘上的刻度值为0-90-0度，90度所在的刻线与待开挖面平行。

进一步地，水平旋转构件还包括设置在架体外的带动旋转轴旋转的摇杆。

进一步地，横梁上设置有容纳相似模拟试验架上部槽钢的安装槽；连接件穿过安装槽和相似模拟试验架上部槽钢将开挖装置安装在相似模拟试验架上。

进一步地，旋转平台上设置有左右滑行槽；左右滑动架的底面设置有M形卡接部；M形卡接部中间的卡块插入所述左右滑行槽内，两侧的卡块位于旋转平台外；开挖装置还包括左右滑动架安装板；左右滑动架安装板设置在旋转平台下方与M形卡接部两侧的卡块通过螺钉连接。