一种可控制岩层温度的矿山开采相似模拟实验平台制造技术

本实用新型专利技术涉及一种可控制岩层温度的矿山开采相似模拟实验平台，包括开采实验平台、蒸汽压缩式温控系统、升降装置、真空隔热套筒、室外机和手持式无线遥控器。其中，开采实验平台由金属外框架与承载底梁组成，用于实现岩层成型；蒸汽压缩式温控系统由压缩机、冷凝器、节流装置、蒸发器、四通阀和温控器组成，用于实现岩层温度控制；升降装置可控制真空隔热套筒的升降；真空隔热套筒可实现岩层保温；室外机用于集成蒸汽压缩式温控系统的室外部分；手持式无线遥控器可集中实现温度及升降的调节和显示。本实用新型专利技术能够研究高寒地区低温条件及深部高地热条件下的矿山开采覆岩移动规律及矿山压力显现特征，为现场生产提供指导。

【技术实现步骤摘要】
一种可控制岩层温度的矿山开采相似模拟实验平台
本技术属于矿山开采室内相似模拟实验领域，具体涉及一种可控制岩层温度的矿山开采相似模拟实验平台，通过调节岩层温度并进行开挖，模拟高寒地区低温条件及深部高地热条件下的矿山开采。
技术介绍
我国高寒地区分布面积广袤，其中蕴藏着丰富的矿产资源。但由于低温这种特殊条件的存在，致使其岩土的力学性质发生了变化，给高寒地区矿山开采带来了极大的困难。而相反，在深部开采条件下，随着开采深度的增加，地温升高，岩石的力学性质也会发生变化。因此，研究不同温度条件下上覆岩层移动规律和矿压显现特征是高寒及深部地区矿山开采的核心。现有的对高寒及深部地区矿山开采上覆岩层移动规律和矿压显现特征的研究主要集中于理论分析和数值模拟，而鲜有的实验室相似模拟实验也无法做到对温度的控制。基于上述情况，迫切需要一种可控制岩层温度的矿山开采相似模拟实验平台，通过调节岩层温度并进行开挖，模拟高寒及深部地区不同温度条件下的矿山开采，研究其上覆岩层移动规律和矿压显现特征，为现场实现安全高效开采提供指导。
技术实现思路
本技术的目的是针对现有技术存在的不足，提供一种可控制岩层温度的矿山开采相似模拟实验平台，该平台在调节岩层温度并对岩层进行相似模拟开挖的基础上，研究矿体上覆岩层移动规律与矿山压力显现特征。本技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种可控制岩层温度的矿山开采相似模拟实验平台，包括开采实验平台、蒸汽压缩式温控系统、升降装置、真空隔热套筒、室外机和手持式无线遥控器，其中，开采实验平台由金属外框架与承载底梁组成，用于实现岩层的成型；蒸汽压缩式温控系统由压缩机、冷凝器、节流装置、蒸发器、四通阀和温控器组成，用于实现岩层温度的控制；升降装置可控制真空隔热套筒的升降；真空隔热套筒可实现岩层保温；室外机用于集成蒸汽压缩式温控系统的室外部分；手持式无线遥控器可集中实现温度及升降的调节和显示。蒸汽压缩式温控系统分为室内部分和室外部分，室内部分(蒸发器和温控器)集成于真空隔热套筒中，实现高寒地区低温条件下岩层的降温及深部高地热条件下岩层的升温；室外部分(压缩机、冷凝器、节流装置和四通阀)集成于室外机中，实现制冷时散热，制热时排冷的功能。开采实验平台两侧有两条滑轨，升降装置集成于真空隔热套筒中，在其驱动下，真空隔热套筒可沿开采实验平台两侧滑轨上下滑动，实现需调温岩层范围的控制。真空隔热套筒由真空绝热板(VIP板)制成，具有导热系数低、保温层厚度薄、体积小、重量轻的优点。手持式无线遥控器有显示屏与控制按钮，与升降装置和温控器无线连接，可集中实现温度及升降的调节和显示。本技术的有益效果：由于采用了上述技术方案，本技术可以通过调节岩层温度并对岩层进行相似模拟开挖来研究高寒地区低温条件及深部高地热条件下矿山开采矿体上覆岩层移动规律与矿山压力显现特征。该实验平台易于操作、结构简单，与现有技术相比，具有以下优点：(1)本技术借助蒸汽压缩式温控系统和真空隔热套筒，通过手持式无线遥控器调节温度，实现控制岩层温度的目的。(2)本技术可通过升降装置控制真空隔热套筒及内部的蒸发器沿开采实验平台两侧导轨上下滑动，实现需调温岩层范围的控制。(3)本技术构思巧妙，操作简单，具有较好的应用前景。附图说明当结合附图考虑时，通过参照下面的详细描述，能够更完整更好地理解本技术以及容易得知其中许多伴随的优点，但此处所说明的附图用来提供对本技术的进一步理解，构成本技术的一部分，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定，其中：图1是一种可控制岩层温度的矿山开采相似模拟实验平台正视图。图2是一种可控制岩层温度的矿山开采相似模拟实验平台侧视图。图3是一种可控制岩层温度的矿山开采相似模拟实验平台室外机剖面图。图4是一种可控制岩层温度的矿山开采相似模拟实验平台真空隔热套筒剖面图。附图标记说明：1.开采实验平台2.蒸汽压缩式温控系统3.升降装置4.真空隔热套筒5.室外机6.手持式无线遥控器7.金属外框架8.承载底梁9压缩机10.冷凝器11.节流装置12.蒸发器13.四通阀14.温控器具体实施方式参照图1、2、3、4对本技术的实施例进行说明，一种可控制岩层温度的矿山开采相似模拟实验平台，由开采实验平台1、蒸汽压缩式温控系统2、升降装置3、真空隔热套筒4、室外机5和手持式无线遥控器6组成。其中，开采实验平台1由金属外框架7与承载底梁8组成；蒸汽压缩式温控系统2由压缩机9、冷凝器10、节流装置11、蒸发器12、四通阀13和温控器14组成。采用本技术中的实验平台模拟高寒及深部地区不同温度条件下的矿山开采时，首先在开采实验平台1上按照计算好的相似比例分层铺设实验材料。待煤层与岩层成型及其力学参数稳定后，使用无线遥控器6控制升降装置3调节真空隔热套筒4所覆盖岩层的位置。(当模拟高寒地区低温条件下的矿山开采时，调节真空隔热套筒4覆盖在需降温的上部岩层位置，当模拟深部高地热条件下的矿山开采时，调节真空隔热套筒4覆盖在需升温的下部岩层位置。)当真空隔热套筒4的位置锁定后，再使用无线遥控器6控制蒸汽压缩式温控系统2调节覆盖岩层所需温度。待岩层温度稳定后，将真空隔热套筒4回归原来位置，对矿体进行相似模拟开采，观察其上覆岩层移动规律与矿山压力显现特征。如上所述，对本技术的实施例进行了详细地说明，但是只要实质上没有脱离本技术的技术点及效果，都属于侵权，本技术可以有很多的变形，这对本领域的技术人员来说是显而易见的。因此，这样的变形例也全部包含在本技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可控制岩层温度的矿山开采相似模拟实验平台，其特征在于：包括开采实验平台、蒸汽压缩式温控系统、升降装置、真空隔热套筒、室外机和手持式无线遥控器，其中，开采实验平台由金属外框架与承载底梁组成，用于实现岩层的成型；蒸汽压缩式温控系统由压缩机、冷凝器、节流装置、蒸发器、四通阀和温控器组成，用于实现岩层温度的控制；升降装置可控制真空隔热套筒的升降；真空隔热套筒可实现岩层保温；室外机用于集成蒸汽压缩式温控系统的室外部分；手持式无线遥控器可集中实现温度及升降的调节和显示。

【技术特征摘要】
1.一种可控制岩层温度的矿山开采相似模拟实验平台，其特征在于：包括开采实验平台、蒸汽压缩式温控系统、升降装置、真空隔热套筒、室外机和手持式无线遥控器，其中，开采实验平台由金属外框架与承载底梁组成，用于实现岩层的成型；蒸汽压缩式温控系统由压缩机、冷凝器、节流装置、蒸发器、四通阀和温控器组成，用于实现岩层温度的控制；升降装置可控制真空隔热套筒的升降；真空隔热套筒可实现岩层保温；室外机用于集成蒸汽压缩式温控系统的室外部分；手持式无线遥控器可集中实现温度及升降的调节和显示。2.根据权利要求1所述的一种可控制岩层温度的矿山开采相似模拟实验平台，其特征在于：蒸汽压缩式温控系统分为室内部分和室外部分，室内部分包括蒸发器和温控器，集成于真空隔热套筒中，实现高寒地区低温条件下岩层的降温及深部高...

【专利技术属性】
技术研发人员：张亚宁，魏炜杰，
申请(专利权)人：中国矿业大学北京，
类型：新型
国别省市：北京,11