CN109118926B - 一种露天矿开采程序演示物理模型及其使用方法 - Google Patents

一种露天矿开采程序演示物理模型及其使用方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种露天矿开采程序演示物理模型及其使用方法，所述演示物理模型包括上、中、下的第I层母板、第II层母板和第III层母板，每层母板上又分别包括代表具体开采程序的模块；在具体演示时，先将本演示物理模型组装在一起，然后按照顺序进行单个模块的拿取，每拿取一个模块就代表着一个具体的露天开采程序，当模块拿取结束时一个较为完整形象的露天开采立体模型也随之呈现出来，整个过程操作快速，便于观察，同时每个观察者也可以自己组装和拿取，互动性较强。

Description

一种露天矿开采程序演示物理模型及其使用方法
技术领域
本发明属于矿山开采领域，涉及一种露天矿的物理模型，具体涉及一种露天矿开采程序演示物理模型及其使用方法。
背景技术
露天矿开采程序是指在采场内进行剥离岩石和采出矿石的程序。露天矿一般均划分为若干个台阶进行开采，每个台阶的开采程序为：开掘出入沟(一般为倾斜的)-开掘开段沟(一般为水平的)-进行扩帮，即首先开掘自地表±0h标高至第一台阶下部平盘的出入沟，然后沿台阶全长开掘开段沟，再在开段沟旁建立采掘工作面，在工作面推进过程中，逐条开采采掘带，每采一个采掘带，使工作线推出一个采宽，在上部台阶工作线推出一定宽度后，下部台阶才能开掘出入沟和开段沟，然后下一台阶工作线进行推进，上台阶工作线则相应地继续同时推进。
露天矿开采程序是露天矿山工程的核心，了解露天矿开采程序及熟练掌握各相邻台阶在工作线发展上的空间制约关系，对露天矿山设计及相应内容的学习具有重要意义，但是在矿山开采的科研教学和实践学习过程中，受教学模式和教学地点的限制，学生多以课堂和书本学习为主，到露天矿一线亲身观察学习的机会很少，而且即使到现场观摩，也很难全面了解露天矿整个的开采程序，再加上露天矿开采程序具有复杂的三维空间关系，容易使人就这一问题的理解产生混乱及偏差。因此，针对露天矿的开采程序制作对应物理开采程序模型，以供科研教学和实践学习使用就十分必要，但是现有的开采程序模型只是一些简单的开采程序的介绍，并不能具体的展现露天开采的空间几何关系和开采步骤。
因此，针对现行露天矿开采程序模型的不足，本发明提出了一种露天矿开采程序演示物理模型，通过本物理模型的演示使学习这一内容的人建立起形象的露天开采程序的空间几何关系。
发明内容
本发明的目的是克服上述现有技术不足，提出一种露天矿开采程序演示物理模型。本露天矿开采程序演示物理模型能够较为完整的将“掘出入沟-掘开段沟-扩帮为下水平准备”整个基本的剥采工艺呈现出来，每拿取一个模块就相当于实施了其中一个工序，当模块拿取结束后一个形象的露天开采模型也随之呈现出来，整个过程操作快速，便于观察，同时每个观察者也可以自己组装和拿取，互动性较强。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种露天矿开采程序演示物理模型，所述演示物理模型包括：
第I层母板，所述第I层母板为中部带有凹陷结构的长方体，用于模拟开采程序演示后的第一水平形态，所述第I层母板位于所述演示物理模型的最上层；
第II层母板，所述第II层母板为中部带有凹陷结构的长方体，用于模拟开采程序演示后的第二水平形态，所述第II层母板位于所述第I层母板的下方；
第III层母板，所述第III层母板为中部带有凹陷结构的长方体，用于模拟开采程序演示后的第三水平形态，所述第III层母板位于所述第II层母板的下方；
所述第I层母板包括上部带有凸台的锥形结构的I-1模块、凸台结构的I-2模块、带有豁口的长方体结构的I-3模块、长方体结构的I-4模块和长方体结构的I-5模块，分别用于模拟第一水平的掘出入沟过程、掘开段沟过程、初次扩帮过程、二次扩帮过程和再次扩帮过程；
所述第II层母板包括上部带有凸台的锥形结构的II-1模块、凸台结构的II-2模块、带有豁口的长方体结构的II-3模块和长方体结构的II-4模块，分别用于模拟第二水平的掘出入沟过程、掘开段沟过程、初次扩帮过程和为二次扩帮过程；
所述第III层母板包括上部带有凸台的锥形结构的III-1模块、凸台结构的III-2模块和带有豁口的长方体结构的III-3模块，分别用于模拟第三水平的掘出入沟过程、掘开段沟过程和初次扩帮过程。
在如上所述一种露天矿开采程序演示物理模型，优选地，所述I-1模块包括长方体结构的第一凸台A、三角形结构的第一坡面A1、梯形结构的第一坡面B1和三角形结构的第一坡面C1，第一坡面A1和第一坡面C1位于第一凸台A下方的相对位置，第一坡面B1分别与第一坡面A1和第一坡面C1相连接，第一坡面A1、第一坡面B1和第一坡面C1分别与第一凸台A的一条边相连接；
所述I-2模块包括长方体结构的第一凸台B、梯形结构的第一坡面A2、长方体结构的第一坡面B2、梯形结构的第一坡面C2和长方体结构的第一坡面D2，第一坡面B1与第一坡面A2的形状相适配，第一坡面A2与第一坡面C2位于第一凸台B下方的相对位置，第一坡面B2与第一坡面D2位于第一凸台B下方的相对位置，第一坡面A2、第一坡面B2、第一坡面C2和第一坡面D2分别与第一凸台B的一条边相连接；
所述I-3模块包括长方体的本体以及长方体本体上的斜坡面结构的第一豁口，所述第一坡面A1与第一坡面B2组合在一起的形状与第一豁口的形状相适配。
在如上所述一种露天矿开采程序演示物理模型，优选地，所述II-1模块包括长方体结构的第二凸台A、三角形结构的第二坡面A1、梯形结构的第二坡面B1和三角形结构的第二坡面C1，第二坡面A1和第二坡面C1位于第二凸台A下方的相对位置，第二坡面B1分别与第二坡面A1和第二坡面C1相连接，第二坡面A1、第二坡面B1和第二坡面C1分别与第二凸台A的一条边相连接；
所述II-2模块包括长方体结构的第二凸台B、梯形结构的第二坡面A2、长方体结构的第二坡面B2、梯形结构的第二坡面C2和长方体结构的第二坡面D2，第二坡面B1与第二坡面A2的形状相适配，第二坡面A2与第二坡面C2位于第二凸台B下方的相对位置，第二坡面B2与第二坡面D2位于第二凸台B下方的相对位置，第二坡面A2、第二坡面B2、第二坡面C2和第二坡面D2分别与第二凸台B的一条边相连接；
所述II-3模块包括长方体的本体以及长方体本体上的斜坡面结构的第二豁口A，所述第二坡面A1与第二坡面B2组合在一起的形状与第二豁口A的形状相适配。
在如上所述一种露天矿开采程序演示物理模型，优选地，所述III-1模块包括长方体结构的第三凸台A、三角形结构的第三坡面A1、梯形结构的第三坡面B1和三角形结构的第三坡面C1，第三坡面A1和第三坡面C1位于第三凸台A下方的相对位置，第三坡面B1分别与第三坡面A1和第三坡面C1相连接，第三坡面A1、第三坡面B1和第三坡面C1分别与第三凸台A的一条边相连接；
所述III-2模块包括长方体结构的第三凸台B、梯形结构的第三坡面A2、长方体结构的第三坡面B2、梯形结构的第三坡面C2和长方体结构的第三坡面D2，第三坡面B1与第三坡面A2的形状相适配，第三坡面A2与第三坡面C2位于第三凸台B下方的相对位置，第三坡面B2与第三坡面D2位于第三凸台B下方的相对位置，第三坡面A2、第三坡面B2、第三坡面C2和第三坡面D2分别与第三凸台B的一条边相连接；
所述III-3模块包括长方体的本体以及长方体本体上的斜坡面结构的第三豁口A，所述第三坡面A1与第三坡面B2组合在一起的形状与第三豁口A的形状相适配。
在如上所述一种露天矿开采程序演示物理模型，优选地，所述第I层母板、第II层母板和第III层母板的尺寸均为长×宽×高＝(150～400)×(80～250)×(20～40)mm；
再优选地，所述第I层母板、第II层母板和第III层母板的尺寸均为长×宽×高＝400mm×250mm×20mm。
在如上所述一种露天矿开采程序演示物理模型，优选地，第I层母板、第II层母板和第III层母板均为硬质材料的母板。
在如上所述一种露天矿开采程序演示物理模型，所述岩石物理模型的使用方法包括如下步骤：
步骤一，模型的组装：先将I-1模块、I-2模块、I-3模块、I-4模块和I-5模块分别组合在第I层母板上，将II-1模块、II-2模块、II-3模块和II-4模块组合在第II层母板上，将III-1模块、III-2模块和III-3模块组合在第III层母板上，然后按照第I层母板在最上，第II层母板居中，第III层母板在最下的顺序将三层母板叠合对齐放置；
步骤二，开采程序的演示：
第一步，从第I层母板上取下I-1模块，模拟露天开采程序中的第一水平的掘出入沟的过程；
第二步，从第I层母板上取下I-2模块，模拟露天开采程序中的第一水平的掘开段沟的过程；
第三步，从第I层母板上取下I-3模块，模拟露天开采程序中的第一水平的初次扩帮的过程；
第四步，从第II层母板上取下II-1模块，模拟露天开采程序中的第二水平的掘出入沟的过程；
第五步，从第II层母板上取下II-2模块，模拟露天开采程序中的第二水平的掘开段沟的过程；
第六步，从第I层母板上取下I-4模块，模拟露天开采程序中的第一水平的二次扩帮的过程；
第七步，从第II层母板上取下II-3模块，模拟露天开采程序中的第二水平初次扩帮的过程；
第八步，从第III层母板上取下III-1模块，模拟露天开采程序中的第三水平的掘出入沟的过程；
第九步，从第III层母板上取下III-2模块，模拟露天开采程序中的第三水平的掘开段沟的过程；
第十步，从第I层母板上取下I-5模块，模拟露天开采程序中的第一水平的再次扩帮的过程；
第十一步，从第II层母板上取下II-4模块，模拟露天开采程序中的第二水平为第三水平扩帮准备空间的过程；
第十二步，从第III层母板上取下III-3模块，模拟露天开采程序中的第三水平的初次扩帮过程。
在如上所述一种露天矿开采程序演示物理模型的使用方法，优选地，所述步骤二中的第四步和第六步同时操作。
在如上所述一种露天矿开采程序演示物理模型的使用方法，优选地，所述步骤二中的第八步、第十步和第十一步同时操作。
与最接近的现有技术相比，本发明提供的技术方案具有如下优异效果：
本发明提供的露天矿开采程序演示物理模型将露天开采程序简化为单个的模块，每拿取一个模块就相当于实施了一个开采工序，在拿取结束后一个较为形象完整的露天矿模型也随之呈现出来，整个演示过程较为形象和互动性较强，便于观察者快速准确理解露天矿山的开采程序。
附图说明
图1为本发明实施例中第I层母板示意图；
图2为本发明实施例中第I层母板的模块组成示意图；
图3为本发明实施例中第II层母板示意图；
图4为本发明实施例中第II层母板的模块组成示意图；
图5为本发明实施例中第III层母板示意图；
图6为本发明实施例中第III层母板的模块组成示意图；
图7为本发明实施例中模拟第一水平掘出入沟过程的示意图；
图8为本发明实施例中模拟第一水平掘开段沟过程的示意图；
图9为本发明实施例中模拟第一水平初次扩帮过程的示意图；
图10为本发明实施例中模拟第二水平掘出入沟过程的示意图；
图11为本发明实施例中模拟第二水平掘开段沟过程的示意图；
图12为本发明实施例中模拟第一水平二次扩帮过程的示意图；
图13为本发明实施例中模拟第二水平初次扩帮过程的示意图；
图14为本发明实施例中模拟第三水平掘出入沟过程的示意图；
图15为本发明实施例中模拟第三水平掘开段沟过程的示意图；
图16为本发明实施例中模拟第一水平再次扩帮过程的示意图；
图17为本发明实施例中模拟第二水平二次扩帮的过程示意图；
图18为本发明实施例中模拟第三水平初次扩帮过程示意图；
图19为本发明实施例中模拟整个开采程序的空间关系图；
图20为本发明实施例中第I层母板、第II层母板和第III层母板的位置关系图。
图中：1、第I层母板；101、I-1模块；102、I-2模块；103、I-3模块；104、I-4模块；105、I-5模块；2、第II层母板；201、II-1模块；202、II-2模块；203、II-3模块；204、II-4模块；3、第III层母板；301、III-1模块；302、III-2模块；303、III-3模块。
具体实施方式
下面将对本发明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发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
如图1-20所示，本发明提供一种露天矿开采程序演示物理模型，演示物理模型包括：
如图1所示，第I层母板1包括上部带有凸台的锥形结构的I-1模块101、凸台结构的I-2模块102、带有豁口的长方体结构的I-3模块103、长方体结构的I-4模块104和长方体结构的I-5模块105，用于模拟开采的第一水平，如图2所示，第I层母板1位于演示物理模型的最上层，第I层母板1包括I-1模块101、I-2模块102、I-3模块103、I-4模块104和I-5模块105，分别用于模拟第一水平的掘出入沟过程、掘开段沟过程、初次扩帮过程、二次扩帮过程和再次扩帮过程。
其中I-1模块101包括长方体结构的第一凸台A、三角形结构的第一坡面A1、梯形结构的第一坡面B1和三角形结构的第一坡面C1，第一坡面A1和第一坡面C1位于第一凸台A下方的相对位置，第一坡面B1分别与第一坡面A1和第一坡面C1相连接，第一坡面A1、第一坡面B1和第一坡面C1分别与第一凸台A的一条边相连接。
I-2模块102包括长方体结构的第一凸台B、梯形结构的第一坡面A2、长方体结构的第一坡面B2、梯形结构的第一坡面C2和长方体结构的第一坡面D2，第一坡面B1与第一坡面A2的形状相适配，第一坡面A2与第一坡面C2位于第一凸台B下方的相对位置，第一坡面B2与第一坡面D2位于第一凸台B下方的相对位置，第一坡面A2、第一坡面B2、第一坡面C2和第一坡面D2分别与第一凸台B的一条边相连接。
I-3模块103包括长方体的本体以及长方体本体上的斜坡面结构的第一豁口，所述第一坡面A1与第一坡面B2组合在一起的形状与第一豁口的形状相适配。这样能够保证I-1模块101和I-2模块102组合之后的形状能够与I-3模块103的豁口相契合。
如图3所示，第II层母板2包括上部带有凸台的锥形结构的II-1模块201、凸台结构的II-2模块202、带有豁口的长方体结构的II-203模块和长方体结构的II-4模块204，用于模拟开采的第二水平，第II层母板2位于第I层母板1的下方，如图4所示，第II层母板2包括II-1模块201、II-2模块202、II-3模块203和II-4模块204，分别用于模拟第二水平的掘出入沟过程、掘开段沟过程、初次扩帮过程和再次扩帮过程。
其中II-1模块包括长方体结构的第二凸台A、三角形结构的第二坡面A1、梯形结构的第二坡面B1和三角形结构的第二坡面C1，第二坡面A1和第二坡面C1位于第二凸台A下方的相对位置，第二坡面B1分别与第二坡面A1和第二坡面C1相连接，第二坡面A1、第二坡面B1和第二坡面C1分别与第二凸台A的一条边相连接。
II-2模块包括长方体结构的第二凸台B、梯形结构的第二坡面A2、长方体结构的第二坡面B2、梯形结构的第二坡面C2和长方体结构的第二坡面D2，第二坡面B1与第二坡面A2的形状相适配，第二坡面A2与第二坡面C2位于第二凸台B下方的相对位置，第二坡面B2与第二坡面D2位于第二凸台B下方的相对位置，第二坡面A2、第二坡面B2、第二坡面C2和第二坡面D2分别与第二凸台B的一条边相连接。
II-3模块包括长方体的本体以及长方体本体上的斜坡面结构的第二豁口A，第二坡面A1与第二坡面B2组合在一起的形状与第二豁口A的形状相适配。这样能够保证II-1模块201和II-2模块202组合之后的形状能够与II-3模块203的豁口相契合。
如图5所示，第III层母板3包括上部带有凸台的锥形结构的III-1模块301、凸台结构的III-2模块302和带有豁口的长方体结构的III-3模块303，用于模拟开采的第三水平，第III层母板3位于第II层母板2的下方，如图6所示，第III层母板3包括III-1模块301、III-2模块302和III-3模块303，分别用于模拟第三水平的掘出入沟过程、掘开段沟过程和初次扩帮过程。
其中III-1模块301包括长方体结构的第三凸台A、三角形结构的第三坡面A1、梯形结构的第三坡面B1和三角形结构的第三坡面C1，第三坡面A1和第三坡面C1位于第三凸台A下方的相对位置，第三坡面B1分别与第三坡面A1和第三坡面C1相连接，第三坡面A1、第三坡面B1和第三坡面C1分别与第三凸台A的一条边相连接。
III-2模块302包括长方体结构的第三凸台B、梯形结构的第三坡面A2、长方体结构的第三坡面B2、梯形结构的第三坡面C2和长方体结构的第三坡面D2，第三坡面B1与第三坡面A2的形状相适配，第三坡面A2与第三坡面C2位于第三凸台B下方的相对位置，第三坡面B2与第三坡面D2位于第三凸台B下方的相对位置，第三坡面A2、第三坡面B2、第三坡面C2和第三坡面D2分别与第三凸台B的一条边相连接。
III-3模块303包括长方体的本体以及长方体本体上的斜坡面结构的第三豁口A，第三坡面A1与第三坡面B2组合在一起的形状与第三豁口A的形状相适配。这样能够保证III-1模块301和III-2模块302组合之后的形状能够与III-3模块303的豁口相契合。
模块之间以及模块与母板之间均是通过扣接组装，通过扣接的方式便于组装和演示过程当中进行拿取，同时也能够保证模型整体放置时的稳定性。
第I层母板1、第II层母板2和第III层母板3的尺寸均为1000mm×500mm×40mm，适当的尺寸便于演示过程观察的便利性。
第I层母板1、第II层母板2和第III层母板3均由硬质材料制成，母板和模块在制作的过程中可以采用3D打印的方式进行快速制作，同时在3D打印的过程中所使用到的光敏树脂材料在演示的过程中触摸手感也较为润滑。
使用本发明中的露天矿开采程序演示物理模型的使用方法，包括如下步骤：
步骤一，模型的组装：先将I-1模块101、I-2模块102、I-3模块103、I-4模块104和I-5模块105分别组合在第I层母板1上，将II-1模块201、II-2模块202、II-3模块203和II-4模块204组合在第II层母板2上，将III-1模块301、III-2模块302和III-3模块303组合在第III层母板3上，如图20所示，然后按照第I层母板1在最上，第II层母板2居中，第III层母板3在最下的顺序将三层母板叠合对齐放置，在此过程中，每层母板的模块之间形状相互适配，在组装的过程中可以快速的进行组装。
步骤二，开采程序的演示：
如图7所示，第一步，从第I层母板1上取下I-1模块101，模拟露天开采程序中的第一水平的掘出入沟的过程。
如图8所示，第二步，从第I层母板1上取下I-2模块102，模拟露天开采程序中的第一水平的掘开段沟的过程。
如图9所示，第三步，从第I层母板1上取下I-3模块103，模拟露天开采程序中的第一水平的初次扩帮的过程。
如图10所示，第四步，从第II层母板2上取下II-1模块201，模拟露天开采程序中的第二水平的掘出入沟的过程。
如图11所示，第五步，从第II层母板2上取下II-2模块202，模拟露天开采程序中的第二水平的掘开段沟的过程。
如图12所示，第六步，从第I层母板1上取下I-4模块104，模拟露天开采程序中的第一水的二次扩帮的过程，步骤二中的第四步和第六步同时操作。
如图13所示，第七步，从第II层母板2上取下II-3模块203，模拟露天开采程序中的第二水平初次扩帮的过程。
如图14所示，第八步，从第III层母板3上取下III-1模块301，模拟露天开采程序中的第三水平的掘出入沟的过程。
如图15所示，第九步，从第III层母板3上取下III-2模块302，模拟露天开采程序中的第三水平的掘开段沟的过程。
如图16所示，第十步，从第I层母板1上取下I-5模块105，模拟露天开采程序中的第一水平的二次扩帮的过程。
如图17所示，第十一步，从第II层母板2上取下II-4模块204，模拟露天开采程序中的第二水平的二次扩帮的过程，步骤二中的第八步、第十步和第十一步同时操作。
如图18所示，第十二步，从第III层母板3上取下III-3模块303，模拟露天开采程序中的第三水平的初次扩帮过程。
本发明的露天矿开采程序演示物理模型由三个母板组成，分别代表三个开采水平，将每个水平上的掘出入沟、掘开段沟和扩帮的过程简化为单个的模块，在组装好的物理模型上每拿取一个模块将当于实施了“掘出入沟-掘开段沟-扩帮为下水平准备”当中的一个程序，当每个单独的模块拿取结束后，如图19所示，一个较为完整的露天开采立体模型也呈现处出来。
由上可以看出，本露天矿开采程序演示物理模型不仅演示过程较为直观，便于观察者较为容易的建立起形象的空间几何关系，从而更加快速准确的理解露天矿山的开采程序，而且在拿取和组装的过程参与性也较强，便于演讲者和观察者之间的良好的互动。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均在本发明待批权利要求保护范围之内。

Claims (6)

1.一种露天矿开采程序演示物理模型，其特征在于，所述演示物理模型包括：
第I层母板，所述第I层母板为中部带有凹陷结构的长方体，用于模拟开采程序演示后的第一水平形态，所述第I层母板位于所述演示物理模型的最上层；
第II层母板，所述第II层母板为中部带有凹陷结构的长方体，用于模拟开采程序演示后的第二水平形态，所述第II层母板位于所述第I层母板的下方；
第III层母板，所述第III层母板为中部带有凹陷结构的长方体，用于模拟开采程序演示后的第三水平形态，所述第III层母板位于所述第II层母板的下方；
所述第I层母板包括上部带有凸台的锥形结构的I-1模块、凸台结构的I-2模块、带有豁口的长方体结构的I-3模块、长方体结构的I-4模块和长方体结构的I-5模块，分别用于模拟第一水平的掘出入沟过程、掘开段沟过程、初次扩帮过程、二次扩帮过程和再次扩帮过程；
所述I-1模块包括长方体结构的第一凸台A、三角形结构的第一坡面A1、梯形结构的第一坡面B1和三角形结构的第一坡面C1，第一坡面A1和第一坡面C1位于第一凸台A下方的相对位置，第一坡面B1分别与第一坡面A1和第一坡面C1相连接，第一坡面A1、第一坡面B1和第一坡面C1分别与第一凸台A的一条边相连接；
所述I-2模块包括长方体结构的第一凸台B、梯形结构的第一坡面A2、长方体结构的第一坡面B2、梯形结构的第一坡面C2和长方体结构的第一坡面D2，第一坡面B1与第一坡面A2的形状相适配，第一坡面A2与第一坡面C2位于第一凸台B下方的相对位置，第一坡面B2与第一坡面D2位于第一凸台B下方的相对位置，第一坡面A2、第一坡面B2、第一坡面C2和第一坡面D2分别与第一凸台B的一条边相连接；
所述I-3模块包括长方体的本体以及长方体本体上的斜坡面结构的第一豁口，所述第一坡面A1与第一坡面B2组合在一起的形状与第一豁口的形状相适配；
所述第II层母板包括上部带有凸台的锥形结构的II-1模块、凸台结构的II-2模块、带有豁口的长方体结构的II-3模块和长方体结构的II-4模块，分别用于模拟第二水平的掘出入沟过程、掘开段沟过程、初次扩帮过程和二次扩帮过程；
所述第III层母板包括上部带有凸台的锥形结构的III-1模块、凸台结构的III-2模块和带有豁口的长方体结构的III-3模块，分别用于模拟第三水平的掘出入沟过程、掘开段沟过程和初次扩帮过程；
所述第I层母板、第II层母板和第III层母板的尺寸均为长×宽×高＝400×250×20mm；
所述第I层母板、第II层母板和第III层母板均为硬质材料的母板；
模块之间以及模块与母板之间均是通过扣接组装；母板和模块在制作的过程中用3D打印的方式进行制作。
2.如权利要求1所述一种露天矿开采程序演示物理模型，其特征在于，所述II-1模块包括长方体结构的第二凸台A、三角形结构的第二坡面A1、梯形结构的第二坡面B1和三角形结构的第二坡面C1，第二坡面A1和第二坡面C1位于第二凸台A下方的相对位置，第二坡面B1分别与第二坡面A1和第二坡面C1相连接，第二坡面A1、第二坡面B1和第二坡面C1分别与第二凸台A的一条边相连接；
所述II-2模块包括长方体结构的第二凸台B、梯形结构的第二坡面A2、长方体结构的第二坡面B2、梯形结构的第二坡面C2和长方体结构的第二坡面D2，第二坡面B1与第二坡面A2的形状相适配，第二坡面A2与第二坡面C2位于第二凸台B下方的相对位置，第二坡面B2与第二坡面D2位于第二凸台B下方的相对位置，第二坡面A2、第二坡面B2、第二坡面C2和第二坡面D2分别与第二凸台B的一条边相连接；
所述II-3模块包括长方体的本体以及长方体本体上的斜坡面结构的第二豁口A，所述第二坡面A1与第二坡面B2组合在一起的形状与第二豁口A的形状相适配。
3.如权利要求1所述一种露天矿开采程序演示物理模型，其特征在于，所述III-1模块包括长方体结构的第三凸台A、三角形结构的第三坡面A1、梯形结构的第三坡面B1和三角形结构的第三坡面C1，第三坡面A1和第三坡面C1位于第三凸台A下方的相对位置，第三坡面B1分别与第三坡面A1和第三坡面C1相连接，第三坡面A1、第三坡面B1和第三坡面C1分别与第三凸台A的一条边相连接；
所述III-2模块包括长方体结构的第三凸台B、梯形结构的第三坡面A2、长方体结构的第三坡面B2、梯形结构的第三坡面C2和长方体结构的第三坡面D2，第三坡面B1与第三坡面A2的形状相适配，第三坡面A2与第三坡面C2位于第三凸台B下方的相对位置，第三坡面B2与第三坡面D2位于第三凸台B下方的相对位置，第三坡面A2、第三坡面B2、第三坡面C2和第三坡面D2分别与第三凸台B的一条边相连接；
所述III-3模块包括长方体的本体以及长方体本体上的斜坡面结构的第三豁口A，所述第三坡面A1与第三坡面B2组合在一起的形状与第三豁口A的形状相适配。
4.如权利要求1所述一种露天矿开采程序演示物理模型，其特征在于，所述初次扩帮过程是指为下一水平掘沟准备空间的过程；所述二次扩帮过程是指为下一水平初次扩帮的过程；所述再次扩帮过程是指为下一水平二次扩帮的过程。
5.一种使用权利要求1-4任一项所述露天矿开采程序演示物理模型的使用方法，其特征在于，所述使用方法包括如下步骤：
步骤一，模型的组装：先将I-1模块、I-2模块、I-3模块、I-4模块和I-5模块分别组合在第I层母板上，将II-1模块、II-2模块、II-3模块和II-4模块组合在第II层母板上，将III-1模块、III-2模块和III-3模块组合在第III层母板上，然后按照第I层母板在最上，第II层母板居中，第III层母板在最下的顺序将三层母板叠合对齐放置；
步骤二，开采程序的演示：
第一步，从第I层母板上取下I-1模块，模拟露天开采程序中的第一水平的掘出入沟的过程；
第二步，从第I层母板上取下I-2模块，模拟露天开采程序中的第一水平的掘开段沟的过程；
第三步，从第I层母板上取下I-3模块，模拟露天开采程序中的第一水平的初次扩帮的过程；
第四步，从第II层母板上取下II-1模块，模拟露天开采程序中的第二水平的掘出入沟的过程；
第五步，从第II层母板上取下II-2模块，模拟露天开采程序中的第二水平的掘开段沟的过程；
第六步，从第I层母板上取下I-4模块，模拟露天开采程序中的第一水平的二次扩帮过程；
第七步，从第II层母板上取下II-3模块，模拟露天开采程序中的第二水平的初次扩帮的过程；
第八步，从第III层母板上取下III-1模块，模拟露天开采程序中的第三水平的掘出入沟的过程；
第九步，从第III层母板上取下III-2模块，模拟露天开采程序中的第三水平的掘开段沟的过程；
第十步，从第I层母板上取下I-5模块，模拟露天开采程序中的第一水平的再次扩帮的过程；
第十一步，从第II层母板上取下II-4模块，模拟露天开采程序中的第二水的再次扩帮过程；
第十二步，从第III层母板上取下III-3模块，模拟露天开采程序中的第三水平的初次扩帮过程；
所述步骤二中的第四步和第六步同时操作。
6.如权利要求5所述一种露天矿开采程序演示物理模型的使用方法，其特征在于，所述步骤二中的第八步、第十步和第十一步同时操作。
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