CN102663953B - 露天矿模拟实验台及方法 - Google Patents

露天矿模拟实验台及方法 Download PDF

Info

Publication number
CN102663953B
CN102663953B CN201210106722.6A CN201210106722A CN102663953B CN 102663953 B CN102663953 B CN 102663953B CN 201210106722 A CN201210106722 A CN 201210106722A CN 102663953 B CN102663953 B CN 102663953B
Authority
CN
China
Prior art keywords
simulation
analog board
refuse dump
plates
opencut
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN201210106722.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102663953A (zh
Inventor
才庆祥
周伟
吕金星
彭洪阁
舒继森
韩流
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
China University of Mining and Technology CUMT
Original Assignee
China University of Mining and Technology CUMT
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by China University of Mining and Technology CUMT filed Critical China University of Mining and Technology CUMT
Priority to CN201210106722.6A priority Critical patent/CN102663953B/zh
Publication of CN102663953A publication Critical patent/CN102663953A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102663953B publication Critical patent/CN102663953B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Management, Administration, Business Operations System, And Electronic Commerce (AREA)

Abstract

一种露天矿模拟实验台及方法，可以直观的模拟露天矿的开采技术方案，模拟实验台包括侧板、底板、后挡板，还包括可旋转三角挡板，排土场模拟板和工作帮模拟板分别制作在两个滑动板顶面，滑动板可以卡在滑槽中来回滑动。在实验台的空间内填充岩土材料，模拟露天矿端帮的边坡岩体层序结构。排土场模拟板和工作帮模拟板同时向前推进，模拟采场推进的速度及过程；排土场模拟板追踪跟进，坑度距离D逐渐缩小，模拟内排土场的及时推进。逆时针旋转三角挡板，提高端帮边坡角，紧挨内排土场坡面回填剥离的岩土，压覆端帮的暴露面，模拟露天矿端帮靠帮开采。本发明能够可视化模拟现有开采技术，直观的检验模拟效果，具有广泛的实用性。

Description

露天矿模拟实验台及方法
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；
b、通过个滑动板7将排土场模拟板5和工作帮模拟板6沿滑槽8同向推进，推进的方向沿着排土场模拟板5指向工作帮模拟板6，模拟采场推进的速度及过程；
c、当排土场模拟板5的推进速度大于工作帮模拟板6，排土场模拟板5和工作帮模拟板6之间的坑底距离D逐渐缩小时，模拟内排土场11及时跟进；
d、按照逆时针方向旋转三角挡板4，提高所述端帮10的边坡角，紧挨模拟内排土场11坡面自下而上迅速回填剥离的岩土，模拟内排土场11及时跟进，压覆端帮10的暴露面，模拟露天矿端帮靠帮开采。
如图1所示：露天矿模拟实验台包括侧板1、底板2和后挡板3；还包括固定在侧板1上的可旋转三角挡板4，排土场模拟板5和工作帮模拟板6分别制作在滑动板7的顶面；所述的滑动板7可以卡在滑槽8中来回滑动。
如图2所示：在模拟实验台的空间内，按照岩石层序填充岩土材料，模拟露天矿端帮10的边坡结构。
如图3所示：通过两个滑动板7将排土场模拟板5和工作帮模拟板6沿滑槽8同向推进，推进的方向沿着排土场模拟板5指向工作帮模拟板6，模拟采场推进的速度及过程；所述的排土场模拟板5的推进速度大于工作帮模拟板6，排土场模拟板5和工作帮模拟板6之间的坑度距离D逐渐缩小时，模拟内排土场11及时跟进。
如图4、5所示：可旋转三角挡板5按照逆时针方向由初始的α角旋转到β角，提高端帮10的边坡角，紧挨模拟内排土场11坡面自下而上迅速回填剥离的岩土，模拟内排土场11及时跟进，压覆端帮10的暴露面，模拟露天矿端帮靠帮开采。

Claims (5)

1.一种露天矿模拟实验台，其特征是：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）和工作帮模拟板（6），两个工作帮模拟板（6）之间的空间为模拟工作帮（9），两个排土场模拟板（5）之间的空间为模拟内排土场（11）。
2.根据权利要求1所述的露天矿模拟实验台，其特征是：所述的排土场模拟板（5）和工作帮模拟板（6）的横截面呈直角。
3.根据权利要求1所述的露天矿模拟实验台，其特征是：所述三角挡板（4）的旋转角β为30～60°。
4.根据权利要求1所述的露天矿模拟实验台，其特征是：所述端帮（10）的边坡角α为20～30°。
5.一种使用权利要求1所述实验台的露天矿模拟实验方法，其特征是：
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；
b、通过两个滑动板（7）将排土场模拟板（5）和工作帮模拟板（6）沿滑槽（8）同向推进，推进的方向沿着排土场模拟板（5）指向工作帮模拟板（6），模拟采场推进的速度及过程；
c、当排土场模拟板（5）的推进速度大于工作帮模拟板（6）的推进速度，排土场模拟板（5）和工作帮模拟板（6）之间的坑底距离D逐渐缩小时，模拟内排土场（11）及时跟进；
d、按照逆时针方向旋转三角挡板（4），提高所述端帮（10）的边坡角，紧挨模拟内排土场（11）坡面自下而上迅速回填剥离的岩土，模拟内排土场（11）及时跟进，压覆端帮（10）的暴露面，模拟露天矿端帮靠帮开采。
CN201210106722.6A 2012-04-13 2012-04-13 露天矿模拟实验台及方法 Expired - Fee Related CN102663953B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201210106722.6A CN102663953B (zh) 2012-04-13 2012-04-13 露天矿模拟实验台及方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201210106722.6A CN102663953B (zh) 2012-04-13 2012-04-13 露天矿模拟实验台及方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102663953A CN102663953A (zh) 2012-09-12
CN102663953B true CN102663953B (zh) 2015-04-29

Family

ID=46773425

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201210106722.6A Expired - Fee Related CN102663953B (zh) 2012-04-13 2012-04-13 露天矿模拟实验台及方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN102663953B (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104143284B (zh) * 2014-07-06 2017-12-05 新疆工程学院 一种深凹露天矿开采模型系统
CN107798987B (zh) * 2017-09-20 2020-01-07 新疆大学 季节变化径流及地下水对高海拔露天矿影响监测模型
CN109118926B (zh) * 2018-09-26 2020-12-08 西安科技大学 一种露天矿开采程序演示物理模型及其使用方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101315306A (zh) * 2008-06-23 2008-12-03 山东科技大学 采场矿压机械模拟实验台
CN101377479A (zh) * 2008-09-25 2009-03-04 山东科技大学 采场矿压三维物理模拟试验台

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101315306A (zh) * 2008-06-23 2008-12-03 山东科技大学 采场矿压机械模拟实验台
CN101377479A (zh) * 2008-09-25 2009-03-04 山东科技大学 采场矿压三维物理模拟试验台

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
露天矿采运系统模型的建立及模拟方法研究;赵静波;《昆明理工大学学位论文》;20011231;全文 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN102663953A (zh) 2012-09-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Wang et al. Separation and fracturing in overlying strata disturbed by longwall mining in a mineral deposit seam
CN104389606B (zh) 一种基于环境保护的矿山还原式多井联采方法
Tutluoglu et al. Two and three dimensional analysis of a slope failure in a lignite mine
Islam et al. Finite element modeling of stress distributions and problems for multi-slice longwall mining in Bangladesh, with special reference to the Barapukuria coal mine
Vervoort et al. Surface movement above old coal longwalls after mine closure
CN103590830B (zh) 多矿体露天地下时空同步开采方法
Zhao et al. Monitoring and mechanisms of ground deformation and ground fissures induced by cut-and-fill mining in the Jinchuan Mine 2, China
CN105092816A (zh) 一种三维多煤层开采相似材料模型实验系统
CN103630668B (zh) 一种大倾角煤层相似模拟实验装置及其实验方法
CN102663953B (zh) 露天矿模拟实验台及方法
Ma et al. GPS monitoring and analysis of ground movement and deformation induced by transition from open-pit to underground mining
CN103902777A (zh) 一种开采沉陷变形预测预报方法
Lana Numerical modeling of failure mechanisms in phyllite mine slopes in Brazil
Ding et al. Strata behavior investigation for high-intensity mining in the water-rich coal seam
CN209486096U (zh) 一种模拟地面不均匀沉降模型试验箱
Ren et al. The overburden strata caving characteristics and height determination of water conducting fracture zone in fully mechanized caving mining of extra thick coal seam
Zhou et al. Gas-solid coupling laws for deep high-gas coal seams
Porathur et al. Web pillar design approach for highwall mining extraction
Ma et al. SIMULATION STUDY ON WATER-PRESERVED MINING IN MULTI-EXCAVATION DISTURBED ZONE IN CLOSE-DISTANCE SEAMS.
CN206115855U (zh) 一种隧道预支护结构实验模型箱
CN103617651B (zh) 履带式推土机工作过程中三维地形动态变化仿真方法
CN105403684A (zh) 用于模拟煤矿覆岩垮落的多尺度相似模拟试验平台
CN102889083B (zh) 基于gis栅格单元的采煤沉陷地表土剥离时空确定方法
Li et al. Integrated simulation and monitoring to analyze failure mechanism of the anti-dip layered slope with soft and hard rock interbedding
CN103605169A (zh) 一种小型自重框式配载三维物理模拟实验方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20150429

Termination date: 20170413

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee