崩落法回采倾斜的中厚、厚矿体的实验仪器及实验方法技术

本发明专利技术提供一种崩落法回采倾斜的中厚、厚矿体的实验仪器及实验方法，属于崩落法仿真实验技术领域。装置包括实验架及箱体，箱体安装在实验架上，所述实验架包括实验架体、架体厚度扩展板、矿石模拟进路，所述箱体包括面板及侧板，所述矿石模拟进路安装在箱体内且延伸至箱体表面的出矿口。改进的技术方案为平面模型和立体模型的实现装置，实验方法通过上述装置实现。本发明专利技术可以实现倾斜、急倾斜(中厚)矿体采矿过程的仿真模拟，为类似矿体赋存条件的矿山高效、经济地开采矿物资源提供了技术支持。

【技术实现步骤摘要】
崩落法回采倾斜的中厚、厚矿体的实验仪器及实验方法
本专利技术提供了一种崩落法回采倾斜的中厚、厚矿体的实验仪器及其实验方法，涉及崩落法仿真实验
具体提供一种针对“倾斜、急倾斜的中等厚度矿体和厚矿体的采矿过程”进行仿真模拟的实验仪器及实验方法。
技术介绍
崩落采矿法是一种低成本、高效率的大规模采矿方法。其特征在于：是以整个矿块作为一个回采单元，按照一定的回采顺序，连续进行回采；在回采过程中，矿石是在覆盖岩下放矿；随着崩落矿石，强制(或自然)崩落围岩充填采空区，以控制和管理地压。对于崩落法采矿，通常使用仿真模拟装置，设计出最优的采矿方式。目前的仿真装置，结构比较简单，功能单一，不能有效的模拟出矿山现场的采矿作业，尤其是对倾斜、急倾斜(中厚)矿体采矿过程的仿真模拟，不能对采矿作业做出有效的指导。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是为提高仿真装置的仿真效果，更好的指导采矿作业，提供一种崩落法回采倾斜的中厚、厚矿体的实验仪器及其实验方法。为解决上述技术问题，本专利技术的具体技术方案为，崩落法回采倾斜的中厚、厚矿体的实验仪器，包括实验架及箱体，箱体安装在实验架上，所述实验架包括实验架体、架体厚度扩展板、矿石模拟进路，所述箱体包括面板及侧板，所述矿石模拟进路安装在箱体内且延伸至箱体表面的出矿口。作为一种改进的方案，所述面板包括有机玻璃面板及步距背板，所述侧板包括活动侧板、固定侧板、步距分割板，有机玻璃面板安装在架体厚度扩展板上，步距背板安装在实验架体上，步距背板上设有步距分割板抽出通槽，步距分割板抽出通槽数量为3个以上，步距分割板抽出通槽设置在箱体的下半部分，所有的步距分割板抽出通槽均相对竖直方向倾斜设置且倾斜方向一致，固定侧板安装在实验架体的一端，出矿口设置在固定侧板上，活动侧板通过活动侧板支架安装在实验架体的另一端。对应的实验方法包括以下步骤：步骤1将架体厚度扩展板用螺栓安装在实验架体上；步骤2在实验架体正面安装有机玻璃面板，在实验架体背面安装步距背板，在实验箱内安装活动侧板支架；步骤3在步距背板的步距分割板抽出通槽内插入步距分割板，步骤4在出矿口内插入矿石模拟进路；步骤5向实验箱装填实验材料，分为模拟矿石材料和模拟废石材料，在装填过程中逐层布置标志颗粒；步骤6装填完成后，抽出相应的步距分割板模拟爆破作业；步骤7用出矿铲插入模拟进路将模拟矿石材料和模拟废石材料从模型中铲出；步骤8使用电子称称量每次铲出的模拟矿石材料和模拟废石材料的质量，并记录标志颗粒的标记值；步骤9当出现连续3次模拟矿石材料和模拟废石材料的质量比达到或超过指定数值时，即停止出矿口出矿；步骤10通过统计的数据，计算矿石的回收率和贫化率，并回收标志颗粒的方法求得放出体的近似形态。作为另一种改进的方案，所述面板包括有机玻璃板、金属模板、出矿口模板，箱体的一侧为金属模板，另一侧为有机玻璃板及出矿口模板，出矿口模板安装在有机玻璃板下方，侧板两侧均为固定侧板，或侧板一侧为固定侧板，侧板另一侧为通过活动侧板支架安装的活动侧板。对应的实验方法包括以下步骤：步骤1将架体厚度扩展板用螺栓安装在实验架体上；步骤2在实验架体正面安装有机玻璃板和出矿口模板；步骤3在实验架体背面安装金属模板；步骤4在出矿口内插入模拟进路；步骤5向实验箱装填实验材料，分为模拟矿石材料和模拟废石材料，在装填过程中逐层布置标志颗粒；步骤6用出矿铲插入相应的模拟进路，将模拟矿石材料和模拟废石材料从模型中铲出；步骤7使用电子称称量每次铲出的模拟矿石材料和模拟废石材料的质量，分别记录；并记录标志颗粒的标记值；步骤8当某个放矿口出现连续3次模拟矿石材料和模拟废石材料的质量比达到或超过指定数值时，即停止在该出矿口出矿；步骤9通过统计的数据，计算矿石的回收率和贫化率，并回收标志颗粒的方法求得放出体的近似形态。作为第三种改进的方案，所述侧板包括相对设置的固定侧板、活动侧板，固定侧板安装在实验架体上，所述面板包括步距分隔辅助背板、出矿面板、步距分割板，活动侧板通过通丝螺杆固定步距分隔辅助背板与出矿面板之间，固定侧板及活动侧板上设有相互对应的步距分割板抽出通槽，步距分割板抽出通槽在高度方向上分层设置，每层的步距分割板抽出通槽数量为两个以上，每层的步距分割板抽出通槽均相对竖直方向倾斜设置且倾斜方向相同，在出矿面板上对应每层的步距分割板抽出通槽均设置出矿口。对应的实验方法包括以下步骤：步骤1将架体厚度扩展板用螺栓安装在实验架体上；步骤2在实验架体正面安装出矿面板，在实验架体背面安装步距分割板抽出辅助背板、金属模板和木质模板；步骤3在实验箱的出矿面板和木质模板之间用通丝螺杆进行连接和紧固；步骤4将活动侧面板插入通丝螺杆之间固定；步骤5安装固定侧面板；步骤6将相应的步距分割板通过活动侧面板上的步距分割板抽出通槽，插入固定侧板上相应的步距分割板抽出通槽内；步骤7在出矿口内插入模拟进路；步骤8向实验箱装填实验材料，分为模拟矿石材料和模拟废石材料，不同分层的模拟废石材料的颜色不同，在装填过程中逐层布置标志颗粒；步骤9装填完成后，抽出相应的步距分割板模拟爆破作业；步骤10用出矿铲插入相应分层的模拟进路，将模拟矿石材料和模拟废石材料从模型中铲出；步骤11使用电子称称量每次铲出的模拟矿石材料和模拟废石材料的质量，分别记录；并记录标志颗粒的标记值；步骤12当某个放矿口出现连续3次模拟矿石材料和模拟废石材料的质量比达到或超过指定数值时，即停止在该出矿口出矿；步骤13通过统计的数据，计算矿石的回收率和贫化率，并回收标志颗粒的方法求得放出体的近似形态。本专利技术的上述技术方案的有益效果如下：本专利技术的装置包括实验架和放矿实验箱，实验箱正面和侧面设置有出矿口。实验箱的出矿步距、出矿进路间距、分段高度和端壁倾角角度都可以调整。其使用方法包括进行崩落法回采平面物理仿真放矿实验、崩落法回采立体物理仿真放矿实验以及矿石贫化机理研究物理仿真实验，通过调整端壁倾角角度、出矿步距、出矿进路间距以及分段高度可以模拟出矿山现场的采矿作业，获得最优的回采参数，并设计出最优的采矿方式。本专利技术可以实现倾斜、急倾斜(中厚)矿体采矿过程的仿真模拟，为类似矿体赋存条件的矿山高效、经济地开采矿物资源提供了技术支持。附图说明图1是实施例1实验仪器的正视图；图2是实施例1实验仪器的侧视图；图3是实施例2实验仪器的正视图；图4是实施例2实验仪器的侧视图；图5是实施例2实验仪器的俯视图；图6是实施例2实验仪器的辅助背板的原理图；图7是实施例3实验仪器的正视图；图8是实施例3实验仪器的侧视图；图9是实施例3实验仪器的架体厚度扩展板的示意图；图10是实施例3实验仪器的俯视图；图11是实施例4实验仪器的正视图；图12是实施例4实验仪器的侧视图；图13是实施例4实验仪器的俯视图；图14是实施例4实验仪器的出矿面板和侧板的布置示意图；图15是实施例4实验仪器的透视图。[主要元件符号说明]11、金属模板，12、步距背板，13、活动侧板支架，14、步距分割板抽出通槽，15、有机玻璃面板，16、架体厚度扩展板，17、步距分割板，18、出矿口，19、木质模板；21、金属模板，22、出矿口，23、有机玻璃面板，24、架体厚度扩展板，25、金属模板，26、木质模板，27、出矿口模板；31、金属模本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种崩落法回采倾斜的中厚、厚矿体的实验仪器，包括实验架及箱体，箱体安装在实验架上，其特征在于，所述实验架包括实验架体、架体厚度扩展板、矿石模拟进路，所述箱体包括面板及侧板，所述矿石模拟进路安装在箱体内且延伸至箱体表面的出矿口。

【技术特征摘要】
1.一种崩落法回采倾斜的中厚、厚矿体的实验仪器，包括实验架及箱体，箱体安装在实验架上，其特征在于，所述实验架包括实验架体、架体厚度扩展板、矿石模拟进路，所述箱体包括面板及侧板，所述矿石模拟进路安装在箱体内且延伸至箱体表面的出矿口。2.如权利要求1所述的崩落法回采倾斜的中厚、厚矿体的实验仪器，其特征在于，所述面板包括有机玻璃面板及步距背板，所述侧板包括活动侧板、固定侧板、步距分割板，有机玻璃面板安装在架体厚度扩展板上，步距背板安装在实验架体上，步距背板上设有步距分割板抽出通槽，步距分割板抽出通槽数量为3个以上，步距分割板抽出通槽设置在箱体的下半部分，所有的步距分割板抽出通槽均相对竖直方向倾斜设置且倾斜方向一致，固定侧板安装在实验架体的一端，出矿口设置在固定侧板上，活动侧板通过活动侧板支架安装在实验架体的另一端。3.如权利要求1所述的崩落法回采倾斜的中厚、厚矿体的实验仪器，其特征在于，所述面板包括有机玻璃板、金属模板、出矿口模板，箱体的一侧为金属模板，另一侧为有机玻璃板及出矿口模板，出矿口模板安装在有机玻璃板下方，侧板两侧均为固定侧板，或侧板一侧为固定侧板，侧板另一侧为通过活动侧板支架安装的活动侧板。4.如权利要求1所述的崩落法回采倾斜的中厚、厚矿体的实验仪器，其特征在于，所述侧板包括相对设置的固定侧板、活动侧板，固定侧板安装在实验架体上，所述面板包括步距分隔辅助背板、出矿面板、步距分割板，活动侧板通过通丝螺杆固定步距分隔辅助背板与出矿面板之间，固定侧板及活动侧板上设有相互对应的步距分割板抽出通槽，步距分割板抽出通槽在高度方向上分层设置，每层的步距分割板抽出通槽数量为两个以上，每层的步距分割板抽出通槽均相对竖直方向倾斜设置且倾斜方向相同，在出矿面板上对应每层的步距分割板抽出通槽均设置出矿口。5.一种如权利要求2所述的崩落法回采倾斜的中厚、厚矿体的实验仪器的实验方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：步骤1将架体厚度扩展板用螺栓安装在实验架体上；步骤2在实验架体正面安装有机玻璃面板，在实验架体背面安装步距背板，在实验箱内安装活动侧板支架；步骤3在步距背板的步距分割板抽出通槽内插入步距分割板，步骤4在出矿口内插入矿石模拟进路；步骤5向实验箱装填实验材料，分为模拟矿石材料和模拟废石材料，在装填过程中逐层布置标志颗粒；步骤6装填完成后，抽出相应的步距分割板模拟爆破作业；步骤7用出矿铲插入模拟进路将模拟矿石材料和模拟废石材料从模型中铲出；步骤8使...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙金海，明建，高永涛，张永达，
申请(专利权)人：北京科技大学，
类型：发明
国别省市：北京,11