一種模擬采空區(qū)開(kāi)采的裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種采空區(qū)的模擬開(kāi)采設(shè)備，具體地說(shuō)，是一種模擬采空區(qū)開(kāi)采的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]采空區(qū)是由人為挖掘或者天然地質(zhì)運(yùn)動(dòng)在地表下面產(chǎn)生的“空洞”，采空區(qū)的存在使得礦山的安全生產(chǎn)面臨很大的安全問(wèn)題，人員與機(jī)械設(shè)備都可能掉入采空區(qū)內(nèi)部受到傷害。在采空區(qū)上建筑時(shí)，有時(shí)僅采用地面各種保護(hù)措施難以保證地面建筑物的安全，所以，模擬采空區(qū)的開(kāi)采方法就顯得尤為重要?，F(xiàn)有技術(shù)中，采空區(qū)物理模擬實(shí)驗(yàn)中，模擬采空區(qū)開(kāi)挖的方法主要包括兩種，一種是鐵盒-拉出法，該方法的缺點(diǎn)是:由于上覆巖層的壓力，導(dǎo)致鐵盒往往很難拉出，實(shí)驗(yàn)效果欠佳；另一種是石蠟-電阻燒融法，該方法的缺點(diǎn)是:燒融所需時(shí)間長(zhǎng)，不僅影響生態(tài)環(huán)境；而且，并不能得到良好的實(shí)驗(yàn)效果。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型的目的在于克服上述缺陷，提供一種實(shí)現(xiàn)方便、實(shí)驗(yàn)效果良好的模擬采空區(qū)開(kāi)采的裝置。
[0004]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案如下:
[0005]一種模擬采空區(qū)開(kāi)采的裝置，包括具有凹坑的主體，若干平鋪設(shè)置于所述凹坑內(nèi)的膠管，所述膠管內(nèi)注滿(mǎn)可流動(dòng)填充物質(zhì)且兩端端部打結(jié)并緊固密封，在所述膠管上部上覆巖層，以及在模擬實(shí)驗(yàn)中用于插入所述膠管內(nèi)放沙的空心管道；所有所述膠管平鋪設(shè)置后填滿(mǎn)所述主體的凹坑；所述膠管與凹坑滿(mǎn)足以下關(guān)系:
[0006]凹坑面積S=R*L*N，其中，R為膠管直徑，L為膠管長(zhǎng)度，N為平鋪膠管的根數(shù)，膠管直徑R等于凹坑的高度。
[0007]優(yōu)選的，所述膠管兩端端部的打結(jié)處通過(guò)鋼絲纏繞緊固密封。
[0008]優(yōu)選的，所述膠管一端延伸至所述巖層的外部。
[0009]優(yōu)選的，所述空心管道的外徑小于所述膠管的內(nèi)徑。
[0010]優(yōu)選的，所述主體的凹坑底部間隙設(shè)有若干隔離脊，所述膠管則設(shè)置在相鄰隔離脊之間的間隙處。通過(guò)上述設(shè)置可對(duì)膠管進(jìn)行固定限位，避免膠管相互之間因放沙快慢而擠壓。
[0011]優(yōu)選的，所述可流動(dòng)填充物質(zhì)包括沙、泡沫小球、石膏粉中的任意一種或多種；根據(jù)采空區(qū)模擬實(shí)際需要的力學(xué)性質(zhì)來(lái)選擇填充物種類(lèi)及其顆粒級(jí)配，可以選擇一種或是多種混合。
[0012]膠管的物理性質(zhì)及力學(xué)強(qiáng)度是主要是由其填充物的種類(lèi)及顆粒級(jí)配來(lái)決定的，優(yōu)選的，所述膠管注滿(mǎn)可流動(dòng)填充物質(zhì)后的抗壓強(qiáng)度為0.5-20 mpao
[0013]優(yōu)選的，在所述巖層與膠管之間還設(shè)置有吸濕隔離網(wǎng)。通過(guò)上述設(shè)置，避免了膠管被巖層腐蝕。
[0014]在所述巖層與膠管之間還設(shè)置有壓實(shí)板，在所述凹坑內(nèi)壁兩側(cè)分別設(shè)有兩條導(dǎo)向槽，導(dǎo)向槽底端位于膠管上部并緊鄰膠管上部，所述壓實(shí)板的兩端分別設(shè)置在凹坑內(nèi)壁兩側(cè)的導(dǎo)向槽內(nèi)。通過(guò)壓實(shí)板對(duì)膠管進(jìn)行壓實(shí)作業(yè)，從而極大地提高了采空區(qū)模擬開(kāi)采的實(shí)驗(yàn)效果。
[0015]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下有益效果:
[0016]本實(shí)用新型利用注滿(mǎn)細(xì)沙的膠管填滿(mǎn)凹坑模擬采空區(qū)，膠管上覆巖層，然后通過(guò)空心管道對(duì)膠管進(jìn)行放沙，其模擬實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)非常簡(jiǎn)單、方便，并且實(shí)驗(yàn)效果良好，有效地克服了現(xiàn)有技術(shù)中鐵盒-拉出法由于上覆巖層的壓力，導(dǎo)致鐵盒往往很難拉出，實(shí)驗(yàn)效果欠佳，以及石蠟-電阻燒融法燒融所需時(shí)間長(zhǎng)，不僅影響生態(tài)環(huán)境，而且，并不能得到良好的實(shí)驗(yàn)效果的缺陷。
【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1為本實(shí)用新型的局部示意圖。
[0018]圖2為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]其中，附圖標(biāo)記對(duì)應(yīng)的名稱(chēng)如下:1_主體，2-膠管，3-巖層。
【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明，本實(shí)用新型的實(shí)施方式包括但不限于下列實(shí)施例。
實(shí)施例
[0021]本實(shí)施例提供了一種模擬采空區(qū)開(kāi)采的方法，該模擬采空區(qū)開(kāi)采的方法設(shè)計(jì)原理是:采用注滿(mǎn)細(xì)沙的膠管填充凹坑，上覆巖層，然后對(duì)膠管進(jìn)行放沙，以此模擬采空區(qū)的開(kāi)米。
[0022]本實(shí)施例實(shí)現(xiàn)模擬采空區(qū)開(kāi)采的硬件如下:具有凹坑的主體，其為膠管提供設(shè)置安裝位置；膠管，若干根，每根膠管內(nèi)注滿(mǎn)細(xì)沙，膠管的數(shù)量、半徑等規(guī)格根據(jù)凹坑的大小確定，而凹坑的大小又根據(jù)模擬的采空區(qū)尺寸確定，膠管兩端打結(jié)；鋼絲或鐵絲，用于纏繞膠管兩端的打結(jié)處，用于對(duì)兩端緊固密封；空心管道，用于插入膠管內(nèi)放沙，空心管道的外徑小于膠管的內(nèi)徑；巖層，覆蓋于膠管的上部，可根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康倪M(jìn)行制作。
[0023]基于上述，本實(shí)用新型的具體實(shí)現(xiàn)方法如下:
[0024](I)根據(jù)待模擬采空區(qū)尺寸布置若干膠管并平鋪，膠管長(zhǎng)度、數(shù)量、半徑根據(jù)采空區(qū)的尺寸確定；
[0025](2)每根膠管內(nèi)注滿(mǎn)沙，膠管兩端端部打結(jié)并用鋼絲纏繞打結(jié)處；
[0026](3)在平鋪且注滿(mǎn)沙的膠管上覆巖層，且所有膠管的一段端部裸露在上覆巖層外；
[0027](4)剪斷膠管裸露在上覆巖層外的一端端部；
[0028](5)采用空心管道從膠管剪斷的端部插入膠管中，使得膠管內(nèi)的沙通過(guò)空心管道流出；
[0029](6 )重復(fù)執(zhí)行步驟(5 )，即可模擬采空區(qū)開(kāi)采。
[0030]進(jìn)一步的，本實(shí)施例在主體的凹坑底部間隙設(shè)有若干隔離脊，所述膠管則設(shè)置在相鄰隔離脊之間的間隙處。通過(guò)上述設(shè)置可對(duì)膠管進(jìn)行固定限位，避免膠管相互之間因放沙快慢而擠壓。
[0031]本實(shí)施例中，在巖層與膠管之間還設(shè)置有壓實(shí)板，在所述凹坑內(nèi)壁兩側(cè)分別設(shè)有兩條導(dǎo)向槽，導(dǎo)向槽底端位于膠管上部并緊鄰膠管上部，所述壓實(shí)板的兩端分別設(shè)置在凹坑內(nèi)壁兩側(cè)的導(dǎo)向槽內(nèi)。通過(guò)壓實(shí)板對(duì)膠管進(jìn)行壓實(shí)作業(yè)，從而極大地提高了采空區(qū)模擬開(kāi)采的實(shí)驗(yàn)效果。
[0032]本實(shí)用新型采用膠管配合空心管道放沙實(shí)現(xiàn)對(duì)采空區(qū)的模擬，上覆巖層的壓力并不影響正常的放沙動(dòng)作，從而有效地克服了現(xiàn)有技術(shù)中鐵盒-拉出法由于上覆巖層的壓力，導(dǎo)致鐵盒往往很難拉出，實(shí)驗(yàn)效果欠佳的問(wèn)題；另一方面，空心管道放沙實(shí)現(xiàn)方便、操作簡(jiǎn)單，且響應(yīng)及時(shí)，從而克服了石蠟-電阻燒融法燒融所需時(shí)間長(zhǎng)，不僅影響生態(tài)環(huán)境，而且，并不能得到良好的實(shí)驗(yàn)效果的缺陷。
[0033]按照上述實(shí)施例，便可很好地實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型。值得說(shuō)明的是，基于上述設(shè)計(jì)原理的前提下，為解決同樣的技術(shù)問(wèn)題，即使在本實(shí)用新型所公開(kāi)的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上做出的一些無(wú)實(shí)質(zhì)性的改動(dòng)或潤(rùn)色，所采用的技術(shù)方案的實(shí)質(zhì)仍然與本實(shí)用新型一樣，故其也應(yīng)當(dāng)在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種模擬采空區(qū)開(kāi)采的裝置，其特征在于，包括具有凹坑的主體(1)，若干平鋪設(shè)置于所述凹坑內(nèi)的膠管(2)，所述膠管內(nèi)注滿(mǎn)可流動(dòng)填充物質(zhì)且兩端端部打結(jié)并緊固密封，在所述膠管上部上覆巖層(3)，以及在模擬實(shí)驗(yàn)中用于插入所述膠管內(nèi)放沙的空心管道；所述膠管一端延伸至所述巖層(3)的外部；所有所述膠管平鋪設(shè)置后填滿(mǎn)所述主體的凹坑；所述膠管與凹坑滿(mǎn)足以下關(guān)系: 凹坑面積S=R*L*N，其中，R為膠管直徑，L為膠管長(zhǎng)度，N為平鋪膠管的根數(shù)，膠管直徑R等于凹坑的高度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種模擬采空區(qū)開(kāi)采的裝置，其特征在于，所述膠管兩端端部的打結(jié)處通過(guò)鋼絲纏繞緊固密封。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種模擬采空區(qū)開(kāi)采的裝置，其特征在于，所述空心管道的外徑小于所述膠管的內(nèi)徑。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種模擬采空區(qū)開(kāi)采的裝置，其特征在于，所述主體的凹坑底部間隙設(shè)有若干隔離脊，所述膠管(2)則設(shè)置在相鄰隔離脊之間的間隙處。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種模擬采空區(qū)開(kāi)采的裝置，其特征在于，所述可流動(dòng)填充物質(zhì)包括沙、泡沫小球、石膏粉中的任意一種或多種。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種模擬采空區(qū)開(kāi)采的裝置，其特征在于，所述膠管注滿(mǎn)可流動(dòng)填充物質(zhì)后的抗壓強(qiáng)度為0.5-20 mpa?
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種模擬采空區(qū)開(kāi)采的裝置，其特征在于，在所述巖層與膠管之間還設(shè)置有吸濕隔離網(wǎng)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種模擬采空區(qū)開(kāi)采的裝置，其特征在于，在所述巖層與膠管之間還設(shè)置有壓實(shí)板，在所述凹坑內(nèi)壁兩側(cè)分別設(shè)有兩條導(dǎo)向槽，導(dǎo)向槽底端位于膠管上部并緊鄰膠管上部，所述壓實(shí)板的兩端分別設(shè)置在凹坑內(nèi)壁兩側(cè)的導(dǎo)向槽內(nèi)。
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種模擬采空區(qū)開(kāi)采的裝置，解決了現(xiàn)有技術(shù)中鐵盒-拉出法和石蠟-電阻燒融法實(shí)現(xiàn)困難、實(shí)驗(yàn)效果欠佳的問(wèn)題。該模擬采空區(qū)開(kāi)采的裝置包括具有凹坑的主體（1），若干平鋪設(shè)置于所述凹坑內(nèi)的膠管（2），所述膠管內(nèi)注滿(mǎn)沙且兩端端部打結(jié)并緊固密封，在所述膠管上部上覆巖層（3），以及在模擬實(shí)驗(yàn)中用于插入所述膠管內(nèi)放沙的空心管道；所有所述膠管平鋪設(shè)置后填滿(mǎn)所述主體的凹坑。本實(shí)用新型不僅結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、實(shí)現(xiàn)方便，而且實(shí)驗(yàn)效果良好，適合大范圍的推廣應(yīng)用。
【IPC分類(lèi)】G01N33-24
【公開(kāi)號(hào)】CN204405654
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520093953
【發(fā)明人】趙建軍, 譚盛宇, 蘭志勇, 巨能攀, 黃潤(rùn)秋
【申請(qǐng)人】成都理工大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年6月17日
【申請(qǐng)日】2015年2月10日