CN107093364B - 自动调整高度和底部结构的多分段室内放矿装置与方法 - Google Patents

Abstract

本发明的目的是为了解决现有的放矿模拟实验中一旦实验条件改变就需重新制作实验模型，导致材料浪费严重、实验周期长和实验成本高的问题，提供了一种自动调整高度和底部结构的多分段室内放矿装置与方法，属于模拟矿山放矿技术领域。该多分段室内放矿装置，包括模型废石箱、数个矿石箱、底座和升降机；其中，所述模型废石箱和数个矿石箱由上至下放置，最下端的矿石箱设置于底座之上；采用由上下两个箱体组成的插入式结构箱体作为模型矿石箱，通过四台蜗轮机沿螺杆(丝杠)的同步上下运动，带动矿石箱上箱体进行上下移动，实现分段高度的调整，以及通过箱体与可更换面板和的组合，实现了重复利用实验模型，节约了材料和缩短了实验周期。

Description

自动调整高度和底部结构的多分段室内放矿装置与方法

技术领域

本发明属于模拟矿山放矿技术领域，特别涉及一种自动调整高度和底部结构的多分段室内放矿装置与方法。

背景技术

室内多分段放矿实验是进行采矿方法结构参数优化、研究分段高度大小在生产过程中对生产效率与生产成本、损失率与贫化率影响的重要手段。相比于单分段或两分段放矿实验装置与系统，三个以上分段的多分段放矿实验装置与系统能够较好地克服放矿实验模型的边界因素影响，有利于提高实验数据的可靠性。

无底柱分段崩落法室内放矿实验需根据采矿方法结构参数，按比例制作出放矿实验装置。实验装置中，分段高度能否变化或进行调整是缩短实验周期和降低实验成本的关键。传统的无底柱分段崩落采矿法室内多分段放矿实验装置与系统中，各分段的高度是根据特定的无底柱分段崩落采矿法采场结构参数设计与制作的固定高度，当分段高度发生变化、或是进行分段高度优化选择时，需要制作多套实验装置来完成放矿实验。

这种传统的实验装置系统与方法存在如下问题：

(1)模型矿石箱的高度是根据特定的无底柱分段崩落采矿法采场结构参数设计与制作的固定高度。当实验分段高度发生变化时，原来的实验装置因不能继续使用而废弃。

(2)根据变化后的分段高度发生变化时，需重新制作实验装置的箱体，重复工作量大、材料浪费严重，实验时间长。

并且，传统的室内放矿实验中，放矿实验模型是按照拟实验的无底柱分段崩落法采场结构参数、分段数量、每分段的进路数量和崩矿步距数量制作实验模型，当实验条件发生变化、或是进行不同结构参数下的对比实验时，均需重新制作实验模型，存在实验模型制作费时费力，材料浪费严重的问题，造成实验周期延长和实验成本增加。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有的放矿模拟实验中一旦实验条件改变就需重新制作实验模型，导致材料浪费严重、实验周期长和实验成本高的问题，提供了一种自动调整高度和底部结构的多分段室内放矿装置与方法。该装置采用由上下两个箱体组成的插入式结构箱体作为模型矿石箱，通过四台蜗轮机沿螺杆(丝杠)的同步上下运动，带动矿石箱上箱体进行上下移动，实现分段高度的调整，以及通过箱体与可更换面板的组合，实现了重复利用实验模型，节约了材料和缩短了实验周期。

一种自动调整高度和底部结构的多分段室内放矿装置，包括模型废石箱、数个矿石箱、底座和升降机；

其中，所述模型废石箱和数个矿石箱由上至下放置，最下端的矿石箱设置于底座之上；

所述废石箱为无上箱板与下箱板的箱体结构；所述矿石箱由无上箱板与下箱板的上箱体和无上箱板与下箱板的下箱体组成，所述上箱体由前面板、后面板、左侧板和右侧板组成，所述下箱体由前面板、后面板、左侧板和右侧板组成，所述上箱体的底端由下箱体的顶部插入下箱体，所有上箱体的尺寸相同，所有下箱体的尺寸也相同，并且在所述下箱体的底部设有数个放矿底部结构；

所述废石箱的下边缘与位于顶端的所述矿石箱上箱体的上边缘固定连接，位于底端的所述矿石箱下箱体置于所述底座上，其余所述矿石箱下箱体的下边缘与位于该矿石箱之下的矿石箱上箱体的上边缘固定连接；

较好的，所述废石箱，以及每个矿石箱上箱体和下箱体均与用于加固箱体的固定组件固定连接；

所述升降机与所述矿石箱的上箱体固定连接；

进一步的，上述装置中所述升降机由螺杆(丝杠)和蜗轮升降机组成，所述蜗轮升降机设有安装底座、蜗杆和蜗轮，蜗杆与螺杆(丝杠)垂直布置；所述螺杆(丝杠)为4根，竖直安装于地面并分布于所述底座的四周，每根螺杆(丝杠)上设有与矿石箱数量相同的蜗轮升降机，同一个螺杆上的蜗轮升降机分别通过安装底座与对应的矿石箱的上箱体的上边缘固定连接，同一个上箱体上的四台蜗轮升降机中的1号升降机安装有动力源，动力源通过联轴器与1号升降机的蜗杆的一端相连，1号升降机的蜗杆的另一端与1号传动连杆的一端相连，传动连杆的另一端与同1号升降机相邻的2号升降机的蜗杆的一端相连，2号升降机的蜗杆的另一端安装同步带带轮，同2号升降机相邻的3号升降机的蜗杆的一端也安装同步带带轮，两个同步带带轮通过同步带连接，3号升降机的蜗杆的另一端与2号传动连杆的一端相连，2号传动连杆的另一端与同3号升降机相邻的4号升降机的蜗杆的一端相连；启动动力源后，同一个上箱体上的四台蜗轮升降机同步运动，沿螺杆(丝杠)上下，矿石箱上箱体的升高与降低通过电机的正转与反转来实现，带动矿石箱上箱体升高与降低，最终实现分段高度的调整；

进一步的，所述放矿底部结构由桃形柱与出矿进路组成，所述桃形柱与出矿进路相互间隔的紧密排列放置于下箱体的底部；

进一步的，所述矿石箱下箱体的前面板和后面板通过拆卸组件固定连接于下箱体；所述放矿底部结构为拆卸式底部放矿组件；

所述前面板沿横向均匀设有数个所述出矿进路的出口；

所述后面板沿横向均匀设有数个与所述出矿进路的出口相对应的用于插入所述桃形柱的插入孔；

进一步的，所述的底部放矿组件，具体的由板A、板B和板C组成；

其中，所述板A由横板、竖板和斜板三部分组成，所述竖板、横板和斜板均为长方形，所述横板与所述竖板垂直布置，并且所述横板的一个长边与所述竖板的一个长边固定连接，所述斜板的一个长边与所述竖板的另一个长边固定连接，并且所述横板与斜板分别位于竖板的两侧，所述斜板与所述竖板相对所述横板与所述竖板所形成的内错角为钝角；

所述板B由横板、竖板和斜板三部分组成，所述竖板、横板和斜板的尺寸与所述板A的竖板、横板和斜板的尺寸相同，所述横板与所述竖板垂直布置，并且所述横板的一个长边与所述竖板的一个长边固定连接，所述斜板的一个长边与所述竖板的另一个长边固定连接，并且所述横板与斜板分别位于竖板的两侧，所述斜板与所述竖板相对所述横板与所述竖板所形成的内错角为钝角，其中，所述板B的横板和斜板与竖板的相对位置与所述板A的横板和斜板与竖板的相对位置相反；

所述板C为长方形，板C短边的边长小于所述板A的横板的短边边长与所述板B的横板的短边边长之和，并且大于所述板A的横板的短边边长与所述板B的横板的短边边长之和与所述板A竖板的厚度与所述板B竖板的厚度之差；

所述板A、B和C的组合方式为，所述板A的横板的另一长边与所述板B的横板的另一长边对接，所述板C的两个长边分别与所述板A的斜板与竖板固定连接处以及板B的斜板与竖板固定连接处连接；其中，所述板A的横板、竖板和板B的横板、竖板组成出矿进路，所述板B的斜板与竖板和与其相邻的所述板A的斜板与竖板组成桃形柱；

进一步的，所述的拆卸组件为相互对应的螺栓螺孔、卡簧卡扣或螺栓螺母。

一种自动调整高度和底部结构的多分段室内放矿方法，采用了上述的自动调整高度和底部结构的多分段室内放矿装置，包括如下步骤：

当提高矿石箱的高度时：

第一步，启动装置最顶端的矿石箱即第一分段矿石箱上蜗轮升降机的动力源，使其正转，带动矿石箱上四台蜗轮升降机在四个螺杆(丝杠)上同步上升，实现装置最顶端矿石箱的上箱体及其上方模型废石箱上升，使第一分段矿石箱的高度增加到实验确定的矿石箱高度后停止该电机运转；

第二步，启动最顶端矿石箱下方的矿石箱即第二分段矿石箱上的蜗轮升降机动力源，使其正转，实现装置第二分段矿石箱的上箱体及其上方第一分段矿石箱的下箱体的上升，使第二段矿石箱的高度增加到实验确定的矿石箱高度后停止该电机运转；此时，装置第一分段矿石箱恢复到初始高度；

第三步，启动第二分段矿石箱下方的第三分段矿石箱上的蜗轮升降机动力源，使其正转，实现装置第三分段矿石箱的上箱体及其上方第二分段矿石箱的下箱体的上升，使第三段矿石箱的高度增加到实验确定的矿石箱高度后停止该电机运转；此时，装置第二分段矿石箱和第一分段矿石箱恢复到初始高度；

第四步，依此类推，直到最底端的矿石箱高度增加到实验确定的矿石箱高度；此时，其上部的各个矿石箱均恢复到初始高度；

或者，当降低矿石箱的高度时：

第一步，启动本装置最顶端的矿石箱即第一分段矿石箱上蜗轮升降机的动力源，使其反转，带动矿石箱上四台蜗轮升降机在四个螺杆(丝杠)上同步下降，实现装置最顶端矿石箱的上箱体及其上方模型废石箱下降，使第一分段矿石箱的高度降低到目标高度后停止该电机运转；

第二步，启动最顶端矿石箱下面的矿石箱即第二分段矿石箱上的蜗轮升降机动力源，使其反转，实现装置第二分段矿石箱的上箱体及其上方第一分段矿石箱的下箱体的下降，使第二分段矿石箱的高度降低到目标高度后停止该电机运转；

第三步，启动第二分段矿石箱下面的第三分段矿石箱上的蜗轮升降机动力源，使其反转，实现装置第三分段矿石箱的上箱体及其上方第二分段矿石箱的下箱体的下降，使第二分段矿石箱的高度降低到目标高度后停止该电机运转；

第四步，依此类推，直到最底端的矿石箱高度降低到目标高度后停止该电机运转；

当第n段矿石箱高度升高或降低到目标高度后，从废石箱上口对装置最底端的第n分段矿石箱进行矿石填装，直到第n分段矿石箱矿石填装满；

填装结束后，按升高或降低矿石箱的高度所述方法依次对装置的第n-1分段至第一分段的矿石箱调节到实验确定的矿石箱高度并进行矿石填装；

然后，对废石箱进行废石填装；填装结束后，进行放矿实验；

最后，按上述步骤调整放矿实验的矿石箱高度再进行下一组放矿实验，直到实验完成；

进一步的，上述自动调整高度和底部结构的多分段室内放矿方法还包括组装装置的方法，包括如下步骤

第一步，根据需模拟的无底柱分段崩落法采场的最大与最小结构参数，出矿进路出口的尺寸、孔间距的最大值以及矿柱插入孔的最大高度，计算废石箱、矿石箱上、下箱体的各种尺寸，确定放矿实验的分段数量n，并加工废石箱、矿石箱上、下箱体和前后面板；

并且，根据无底柱分段崩落法采场的不同结构参数、出矿进路尺寸、桃形柱结构与装置比例，计算出板A，板B和板C的尺寸，选择对应厚度的钢板，加工与无底柱分段崩落法采场的不同结构参数相匹配的一系列的A、B、C板；

第二步，根据放矿实验的分段数量，确定放矿实验装置的最大高度，实验装置的最大高度＝模型废石箱+n×模型矿石箱最大高度；

第三步，参考放矿实验装置的最大高度，选择螺杆(丝杠)、蜗轮升降机和动力源；

第四步，安装装置中的模型废石箱、矿石箱、底座、螺杆(丝杠)、动力源和升降机；

第五步，再组装各分段的桃形矿柱和出矿进路，即根据拟进行的放矿实验的无底柱分段崩落法采场结构参数，选取与之相匹配的板A、B和C，组装成桃形柱和出矿进路；将板A、B由后面板插入所述桃形柱的插入孔，将板C由前面板插入所述出矿进路的出口；

第六步，根据上述自动调整高度和底部结构的多分段室内放矿方法进行某一参数下的放矿实验；其中，当某一分段即某矿石箱的放矿结束后，先从该矿石箱中抽出A、B和C部件，归类保存，以备再用，然后进行下一分段的放矿工作，直至本次实验结束；

该参数下的放矿实验结束后，拆下拆卸式前、后面板，归类保存，以备再用；

第七步，重复第五至六步过程，直到所有参数的实验完成。

与现有技术相比，本发明的优势在于：

1、能够有效解决无底柱分段崩落采矿法室内多分段放矿实验条件下，传统的放矿实验装置中矿石箱高度不能进行调整、即分段高度不能变化的问题，可实现放矿实验中根据需要对分段高度参数的任意调整。

2、不改变模型箱的主体结构，只通过更换相应的前后面板，即可实现无底柱分段崩落法放矿实验中对出矿进路尺寸、进路间距或边孔角参数的调整。

3、放矿实验装置中矿石箱高度和出矿进路尺寸、进路间距或边孔角参数能够进行任意调整，解决了分段高度和出矿进路尺寸、进路间距或边孔角参数变化时进行实验需反复制作实验装置的问题，避免了重新制作实验装置存在的浪费时间、浪费材料等问题。

4、采用矿石箱上箱体的同步升降装置，能够方便快捷地实现分段高度调整，有利于减轻实验人员的体力劳动强度。

5、相对于传统的底部放矿结构，本新型的底部放矿组件由于与模型箱中的矿石颗粒接触面积减小，因而抽出时的摩擦阻力也相应减小，更容易被抽出，而且零部件不易被损坏，重复使用率大大提高。

6、组成底部放矿结构的部件容易被抽出，因而在抽出时对模型箱中填装的矿石与废石扰动小，提高了实验数据的准确性和可靠性。

附图说明

图1、本装置的主视示意图；

图2、本装置的俯视示意图；

图3、本装置矿石箱下箱体前面板示意图；

图4、本装置矿石箱下箱体后面板示意图；

图5、本装置放矿底部结构的结构示意图；

图6、本装置板A的结构示意图；

图7、本装置板B的结构示意图；

其中，1、废石箱，2、底座，3、动力源，4、上箱体，5、下箱体，6、桃形柱，7、顶端的矿石箱，8、底端的矿石箱，9、出矿进路；

31、螺杆(丝杠)，32、蜗轮升降机，33、蜗轮升降机安装底座，34、1号传动连杆，35、2号传动连杆，36、同步带，321、1号升降机，322、2号升降机，323、3号升降机，324、4号升降机；

51、后面板，52、前面板，53、拆卸组件，511、桃形柱的插入孔，521、出矿进路的出口，62、板A，63、板B，64、板C，621、横板A，622、竖板A，623、斜板A，631、横板B，632、竖板B，633、斜板B。

具体实施方式

实施例1

一种自动调整高度和底部结构的多分段室内放矿装置，由图1～7所示，包括模型废石箱1、数个矿石箱、底座2和升降机；

所述模型废石箱1和数个矿石箱从上至下放置，最下端的矿石箱设置于底座2之上；

所述废石箱1为无上箱板与下箱板的箱体结构；所述矿石箱由上箱体4和下箱体5组成，所述上箱体4无上箱板与下箱板，由前面板、后面板、左侧板、右侧板组成，所述下箱体5无上箱板与下箱板，由前面板、后面板、左侧板、右侧板组成，所述上箱体4的底端由下箱体5的顶部插入下箱体5，所有上箱体4的尺寸相同，所有下箱体5的尺寸也相同，并且在所述下箱体的底部设有数个放矿底部结构；

所述废石箱1的下边缘与位于顶端的矿石箱7上箱体的上边缘固定连接，位于底端的矿石箱8下箱体位于所述底座2上，其余所述矿石箱下箱体的下边缘与位于为该矿石箱之下的矿石箱上箱体的上边缘固定连接；

所述升降机由螺杆(丝杠)31和蜗轮升降机32组成，所述蜗轮升降机设有升降机安装底座33、蜗杆和蜗轮，蜗杆与螺杆(丝杠)垂直布置；所述螺杆(丝杠)为4根，竖直安装于地面并分布于所述底座2的四周，每根螺杆(丝杠)31上设有与矿石箱数量相同的蜗轮升降机32，同一个螺杆31上的蜗轮升降机32分别通过安装底座33与对应的矿石箱的上箱体4的上沿设置的翼板固定连接，同一个上箱体4上的四台蜗轮升降机中的1号升降机321安装有动力源3即电机，动力源3通过联轴器与1号升降机321的蜗杆的一端相连，1号升降机321的蜗杆的另一端与1号传动连杆34的一端相连，1号传动连杆34的另一端与同1号升降机相邻的2号升降机322的蜗杆的一端相连，2号升降机322的蜗杆的另一端安装同步带带轮，同2号升降机相邻的3号升降机323的蜗杆的一端也安装同步带带轮，两个同步带带轮上安装有同步带36，3号升降机323的蜗杆的另一端与2号传动连杆35的一端相连，2号传动连杆35的另一端与同3号升降机相邻的4号升降机324的蜗杆的一端相连；启动动力源3后，同一个上箱体4上的四台蜗轮升降机32同步运动，沿螺杆(丝杠)上下，矿石箱上箱体的升高与降低通过电机的正转与反转来实现，带动矿石箱上箱体升高与降低，最终实现分段高度的调整；

所述放矿底部结构为桃形柱6和出矿进路9，所述桃形柱6与出矿进路9相互间隔的紧密排列放置于下箱体5的底部；所述桃形柱6与出矿进路9均为空心结构，其中，桃形柱6在模型箱填装矿石时需填装矿石。

当使用本装置时，包括如下步骤：

当提高矿石箱的高度时：

第一步，启动装置最顶端的矿石箱即第一分段矿石箱上蜗轮升降机的动力源，使其正转，带动矿石箱上四台蜗轮升降机在四个螺杆(丝杠)上同步上升，实现装置最顶端矿石箱的上箱体及其上方模型废石箱上升，使第一分段矿石箱的高度增加到实验确定的矿石箱高度(即模拟的分段高度)后停止该电机运转；

第二步，启动最顶端矿石箱下方的矿石箱即第二分段矿石箱上的蜗轮升降机动力源，使其正转，实现装置第二分段矿石箱的上箱体及其上方第一分段矿石箱的下箱体的上升，使第二段矿石箱的高度增加到实验确定的矿石箱高度(即模拟的分段高度)后停止该电机运转；此时，装置第一分段矿石箱恢复到初始高度；

第三步，启动第二分段矿石箱下方的第三分段矿石箱上的蜗轮升降机动力源，使其正转，实现装置第三分段矿石箱的上箱体及其上方第二分段矿石箱的下箱体的上升，使第三段矿石箱的高度增加到实验确定的矿石箱高度(即模拟的分段高度)后停止该电机运转；此时，装置第二分段矿石箱和第一分段矿石箱恢复到初始高度；

第四步，依此类推，直到最底端的矿石箱高度增加到实验确定的矿石箱高度(即模拟的分段高度)；此时，其上部的各个矿石箱均恢复到初始高度；

当降低矿石箱的高度时：

第一步，启动本装置最顶端的矿石箱即第一分段矿石箱上蜗轮升降机的动力源，使其反转，带动矿石箱上四台蜗轮升降机在四个螺杆(丝杠)上同步下降，实现装置最顶端矿石箱的上箱体及其上方模型废石箱下降，使第一分段矿石箱的高度降低到目标高度后停止该电机运转；

第二步，启动最顶端矿石箱下面的矿石箱即第二分段矿石箱上的蜗轮升降机动力源，使其反转，实现装置第二分段矿石箱的上箱体及其上方第一分段矿石箱的下箱体的下降，使第二分段矿石箱的高度降低到目标高度后停止该电机运转；

第三步，启动第二分段矿石箱下面的第三分段矿石箱上的蜗轮升降机动力源，使其反转，实现装置第三分段矿石箱的上箱体及其上方第二分段矿石箱的下箱体的下降，使第二分段矿石箱的高度降低到目标高度后停止该电机运转；

第四步，依此类推，直到最底端的矿石箱高度降低到目标高度后停止该电机运转；

当第n段矿石箱高度升高或降低到目标高度后，从废石箱上口对装置最底端的第n分段矿石箱进行矿石填装，直到第n分段矿石箱矿石填装满；

填装结束后，按升高或降低矿石箱的高度所述方法依次对装置的第n-1分段至第一分段的矿石箱调节到实验确定的矿石箱高度并进行矿石填装；

然后，对废石箱进行废石填装；填装结束后，进行放矿实验；

最后，按上述步骤调整放矿实验的矿石箱高度再进行下一组放矿实验，直到实验完成。

实施例2

一种自动调整高度和底部结构的多分段室内放矿装置，结构同实施例1，进一步的，所述矿石箱下箱体5的后面板51和前面板52通过拆卸组件53固定连接于下箱体5，所述的拆卸组件为相互对应的螺栓螺孔、卡簧卡扣或螺栓螺母；所述放矿底部结构6为拆卸式底部放矿组件；

所述前面板52沿横向均匀设有数个所述出矿进路的出口；

所述后面板51上沿横向均匀设有数个与所述出矿进路的出口相对应的用于插入所述桃形柱的插入孔511；

进一步的，所述的底部放矿组件，具体的，由板A62，板B63和板C64组成；

其中，所述板A62由横板A621、竖板A622和斜板A623三部分组成，其中，所述竖板A622、横板A621和斜板A623均为长方形，所述横板A621与所述竖板A622垂直布置，并且所述横板A621的一个长边与所述竖板A622的一个长边固定连接，所述斜板A623的一个长边与所述竖板A622的另一个长边固定连接，并且所述横板A621与斜板A623分别位于竖板A622的两侧，所述斜板A623与所述竖板A622相对所述横板A621与所述竖板A622所形成的内错角为钝角β；

所述板B63由横板B631、竖板B632和斜板B633三部分组成，其中，所述竖板B632、横板B631和斜板B633的尺寸与所述板A的竖板A622、横板A621和斜板A623尺寸相同，所述横板B631与所述竖板B632垂直布置，并且所述横板B631的一个长边与所述竖板B632的一个长边固定连接，所述斜板B633的一个长边与所述竖板B632的另一个长边固定连接，并且所述横板B631与斜板B633分别位于竖板B632的两侧，所述斜板B633与所述竖板B632相对所述横板B631与所述竖板B632所形成的内错角为钝角，其中，所述板B的横板B631和斜板B633与竖板B632的相对位置与所述板A的横板A621和斜板A623与竖板A622的相对位置相反；

所述板C64为长方形，板C64短边的边长小于所述板A的横板A621的短边边长与所述板B的横板B631的短边边长之和，并且大于所述板A的横板A621的短边边长与所述板B的横板B631的短边边长之和与所述板A竖板A622的厚度与所述板B竖板B632的厚度之差；

所述板A、B和C的组合方式为，所述板A的横板A621的另一长边与所述板B的横板B631的另一长边对接，所述板C64的两个长边分别与所述板A的斜板A623与竖板A622固定连接处以及板B的斜板与竖板固定连接处连接；其中，所述板A的横板A621、竖板A622和板B的横板B631、竖板B632组成出矿进路，所述板B的斜板B633与竖板B632和与其相邻的所述板A的斜板与竖板组成桃形柱。

本装置的使用方法包括如下步骤：

一、组装装置

第一步，根据需模拟的无底柱分段崩落法采场的最大与最小结构参数，出矿进路出口的尺寸、孔间距的最大值以及矿柱插入孔的最大高度，计算废石箱、矿石箱上、下箱体的各种尺寸，确定放矿实验的分段数量n，加工废石箱、矿石箱上、下箱体；

并且，根据无底柱分段崩落法采场的不同结构参数、出矿进路尺寸、桃形柱结构与装置比例，计算出板A，板B和板C的尺寸，选择合适厚度的钢板，加工与无底柱分段崩落法采场的不同结构参数相匹配的一系列的A、B、C三个零部件；

第二步，根据放矿实验的分段数量，确定放矿实验装置的最大高度，实验装置的最大高度＝模型废石箱+n×模型矿石箱最大高度；

第三步，参考放矿实验装置的最大高度，选择螺杆(丝杠)、蜗轮升降机和动力源；

第四步，将装置的模型废石箱、矿石箱、底座和升降机安装后，再组装各分段的桃形柱和出矿进路，即根据拟进行的放矿实验的无底柱分段崩落法采场结构参数，选取与之相匹配的A、B和C部件，组装成桃形柱和出矿进路；然后分别将与各段参数相匹配的下箱体的前、后面板固定于下箱体上；

第五步，根据实施例1中的方法进行箱体高度的调整和放矿实验；其中，当上一分段的放矿结束后，先从矿石箱中抽出该分段的A、B和C部件，归类保存，以备再用，然后进行下一分段的放矿工作，直至该参数的放矿实验结束；

该参数下的放矿实验结束后，拆下拆卸式前、后面板，归类保存，以备再用；

第六步，重复第五步过程，直到所有参数的实验完成。

Claims (6)

1.一种自动调整高度和底部结构的多分段室内放矿装置，其特征在于，包括模型废石箱、数个矿石箱、底座和升降机；

其中，所述模型废石箱和数个矿石箱由上至下放置，最下端的矿石箱设置于底座之上；

所述废石箱为无上箱板与下箱板的箱体结构；所述矿石箱由无上箱板与下箱板的上箱体和无上箱板与下箱板的下箱体组成，所述上箱体由前面板、后面板、左侧板和右侧板组成，所述下箱体由前面板、后面板、左侧板和右侧板组成，所述上箱体的底端下箱体的顶部插入下箱体，所有上箱体的尺寸相同，所有下箱体的尺寸也相同，并且在所述下箱体的底部设有数个放矿底部结构；

所述废石箱的下边缘与位于顶端的矿石箱上箱体的上边缘固定连接，位于底端的矿石箱下箱体置于所述底座上，其余矿石箱下箱体的下边缘与位于该矿石箱之下的矿石箱上箱体的上边缘固定连接；

所述升降机与所述矿石箱的上箱体固定连接；

所述放矿底部结构由桃形柱与出矿进路组成，所述桃形柱与出矿进路相互间隔的紧密排列放置于下箱体的底部；

所述矿石箱下箱体的前面板和后面板通过拆卸组件固定连接于下箱体；所述放矿底部结构为拆卸式底部放矿组件；

所述前面板沿横向均匀设有数个所述出矿进路的出口；

所述后面板沿横向均匀设有数个与所述出矿进路的出口相对应的用于插入所述桃形柱的插入孔；

所述的拆卸式底部放矿组件，具体的由板A、板B和板C组成；

其中，所述板A由横板、竖板和斜板三部分组成，所述竖板、横板和斜板均为长方形，所述横板与所述竖板垂直布置，并且所述横板的一个长边与所述竖板的一个长边固定连接，所述斜板的一个长边与所述竖板的另一个长边固定连接，并且所述横板与斜板分别位于竖板的两侧，所述斜板与所述竖板相对所述横板与所述竖板所形成的内错角为钝角；

所述板B由横板、竖板和斜板三部分组成，所述竖板、横板和斜板的尺寸与所述板A的竖板、横板和斜板的尺寸相同，所述横板与所述竖板垂直布置，并且所述横板的一个长边与所述竖板的一个长边固定连接，所述斜板的一个长边与所述竖板的另一个长边固定连接，并且所述横板与斜板分别位于竖板的两侧，所述斜板与所述竖板相对所述横板与所述竖板所形成的内错角为钝角，并且，所述板B的横板和斜板与竖板的相对位置与所述板A的横板和斜板与竖板的相对位置相反；

所述板C为长方形，板C短边的边长小于所述板A的横板的短边边长与所述板B的横板的短边边长之和，并且大于所述板A的横板的短边边长与所述板B的横板的短边边长之和与所述板A竖板的厚度与所述板B竖板的厚度之差；

所述板A、B和C的组合方式为，所述板A的横板的另一长边与所述板B的横板的另一长边对接，所述板C的两个长边分别与所述板A的斜板与竖板固定连接处以及板B的斜板与竖板固定连接处连接；其中，所述板A的横板、竖板和板B的横板、竖板组成出矿进路，所述板B的斜板与竖板和与其相邻的所述板A的斜板与竖板组成桃形柱。

2.根据权利要求1所述的一种自动调整高度和底部结构的多分段室内放矿装置，其特征在于，所述升降机由螺杆和蜗轮升降机组成，所述蜗轮升降机设有安装底座、蜗杆和蜗轮，蜗杆与螺杆垂直布置；所述螺杆为4根，竖直安装于地面并分布于所述底座的四周，每根螺杆上设有与矿石箱数量相同的蜗轮升降机，同一个螺杆上的蜗轮升降机分别通过安装底座与对应的矿石箱的上箱体的上上边缘固定连接，同一个上箱体上连接的四台蜗轮升降机中的1号升降机安装有动力源，动力源通过联轴器与1号升降机的蜗杆的一端相连，1号升降机的蜗杆的另一端与1号传动连杆的一端相连，传动连杆的另一端与同1号升降机相邻的2号升降机的蜗杆的一端相连，2号升降机的蜗杆的另一端安装同步带带轮，同2号升降机相邻的3号升降机的蜗杆的一端也安装同步带带轮，两个同步带带轮通过同步带连接，3号升降机的蜗杆的另一端与2号传动连杆的一端相连，2号传动连杆的另一端与同3号升降机相邻的4号升降机的蜗杆的一端相连；启动动力源后，同一个上箱体上的四台蜗轮升降机同步运动，沿螺杆上下，带动矿石箱上箱体升高与降低。

3.根据权利要求1所述的一种自动调整高度和底部结构的多分段室内放矿装置，其特征在于，所述的拆卸组件为相互对应的螺栓螺孔、卡簧卡扣或螺栓螺母。

4.根据权利要求1所述的一种自动调整高度和底部结构的多分段室内放矿装置，其特征在于，所述废石箱，以及每个矿石箱上箱体和下箱体均与用于加固箱体的固定组件固定连接。

5.一种自动调整高度和底部结构的多分段室内放矿方法，采用了权利要求1所述的自动调整高度和底部结构的多分段室内放矿装置，其特征在于，包括如下步骤：

1）调整高度

当提高矿石箱的高度时：

第一步，启动装置最顶端的矿石箱即第一分段矿石箱上蜗轮升降机的动力源，带动矿石箱上四台蜗轮升降机在四个螺杆上同步上升，实现装置最顶端矿石箱的上箱体及其上方模型废石箱上升，当第一分段矿石箱的高度增加到实验确定的矿石箱高度后停止该动力源；

第二步，启动最顶端矿石箱下方的矿石箱即第二分段矿石箱上的蜗轮升降机动力源，使第二分段矿石箱的上箱体及其上方第一分段矿石箱的下箱体的上升，当第二段矿石箱的高度增加到实验确定的矿石箱高度后停止该动力源；此时，装置第一分段矿石箱恢复到初始高度；

第三步，启动第二分段矿石箱下方的第三分段矿石箱上的蜗轮升降机动力源，使第三分段矿石箱的上箱体及其上方第二分段矿石箱的下箱体的上升，当第三段矿石箱的高度增加到实验确定的矿石箱高度后停止该动力源；此时，装置第二分段矿石箱和第一分段矿石箱恢复到初始高度；

第四步，依此类推，直到最底端的矿石箱高度增加到实验确定的矿石箱高度；此时，其上部的各个矿石箱均恢复到初始高度；

或者，当降低矿石箱的高度时：

第一步，启动本装置最顶端的矿石箱即第一分段矿石箱上蜗轮升降机的动力源，带动矿石箱上四台蜗轮升降机在四个螺杆上同步下降，使最顶端矿石箱的上箱体及其上方模型废石箱下降，当第一分段矿石箱的高度降低到目标高度后停止该动力源；

第二步，启动最顶端矿石箱下面的矿石箱即第二分段矿石箱上的蜗轮升降机动力源，使其反转，实现装置第二分段矿石箱的上箱体及其上方第一分段矿石箱的下箱体的下降，使第二分段矿石箱的高度降低到目标高度后停止该动力源运转；

第三步，启动第二分段矿石箱下方的第三分段矿石箱上的蜗轮升降机动力源，使第三分段矿石箱的上箱体及其上方第二分段矿石箱的下箱体的下降，当第二分段矿石箱的高度降低到目标高度后停止该动力源运转；

第四步，依此类推，直到最底端的矿石箱高度降低到目标高度后停止该动力源；

2）当第n段矿石箱高度升高或降低到目标高度后，从废石箱上口对装置最底端的第n分段矿石箱进行矿石填装，直到第n分段矿石箱矿石填装满；

3）填装结束后，按步骤1）的升高或降低矿石箱的高度所述方法依次将装置的第n-1分段至第一分段的矿石箱调节到实验所需的矿石箱高度并进行矿石填装；

4）对废石箱进行废石填装；填装结束后，进行放矿实验；

5）按上述步骤1）~4）调整放矿实验的矿石箱高度再进行下一组放矿实验，直到实验完成。

6.根据权利要求5所述的一种自动调整高度和底部结构的多分段室内放矿方法，其特征在于，还包括组装装置的方法，包括如下步骤：

第一步，根据需模拟的无底柱分段崩落法采场的最大与最小结构参数，出矿进路出口的尺寸、孔间距的最大值以及矿柱插入孔的最大高度，计算废石箱、矿石箱上、下箱体的各种尺寸，确定放矿实验的分段数量n，并加工废石箱、矿石箱上、下箱体和前后面板；

并且，根据无底柱分段崩落法采场的结构参数、出矿进路尺寸、桃形柱结构与装置比例，计算出板A，板B和板C的尺寸，选择对应厚度的钢板，加工与无底柱分段崩落法采场的不同结构参数相匹配的一系列的A、B、C板；

第二步，根据放矿实验的分段数量，确定放矿实验装置的最大高度，实验装置的最大高度=模型废石箱+n×模型矿石箱最大高度；

第三步，根据放矿实验装置的最大高度，选择螺杆、蜗轮升降机和动力源；

第四步，安装装置中的模型废石箱、矿石箱、底座、螺杆、动力源和升降机；

第五步，组装各分段的桃形矿柱和出矿进路，即根据拟进行的放矿实验的无底柱分段崩落法采场的某个结构参数，选取与之相匹配的板A、B和C，组装成桃形柱和出矿进路；将板A、B由后面板插入所述桃形柱的插入孔，将板C由前面板插入所述出矿进路的出口；

第六步，根据上述自动调整高度和底部结构的多分段室内放矿方法进行某一参数下的放矿实验；其中，当某一分段即某矿石箱的放矿结束后，先从该矿石箱中抽出A、B和C部件，归类保存，以备再用，然后进行下一分段的放矿工作，直至本次实验结束；

该参数下的放矿实验结束后，拆下拆卸式前、后面板，归类保存，以备再用；

第七步，重复第五至六步过程，直到所有参数的实验完成。