一種模擬采空區開采的裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種采空區的模擬開采設備，具體地說，是一種模擬采空區開采的裝置。
【背景技術】
[0002]采空區是由人為挖掘或者天然地質運動在地表下面產生的“空洞”，采空區的存在使得礦山的安全生產面臨很大的安全問題，人員與機械設備都可能掉入采空區內部受到傷害。在采空區上建筑時，有時僅采用地面各種保護措施難以保證地面建筑物的安全，所以，模擬采空區的開采方法就顯得尤為重要。現有技術中，采空區物理模擬實驗中，模擬采空區開挖的方法主要包括兩種，一種是鐵盒-拉出法，該方法的缺點是:由于上覆巖層的壓力，導致鐵盒往往很難拉出，實驗效果欠佳；另一種是石蠟-電阻燒融法，該方法的缺點是:燒融所需時間長，不僅影響生態環境；而且，并不能得到良好的實驗效果。
【實用新型內容】
[0003]本實用新型的目的在于克服上述缺陷，提供一種實現方便、實驗效果良好的模擬采空區開采的裝置。
[0004]為了實現上述目的，本實用新型采用的技術方案如下:
[0005]一種模擬采空區開采的裝置，包括具有凹坑的主體，若干平鋪設置于所述凹坑內的膠管，所述膠管內注滿可流動填充物質且兩端端部打結并緊固密封，在所述膠管上部上覆巖層，以及在模擬實驗中用于插入所述膠管內放沙的空心管道；所有所述膠管平鋪設置后填滿所述主體的凹坑；所述膠管與凹坑滿足以下關系:
[0006]凹坑面積S=R*L*N，其中，R為膠管直徑，L為膠管長度，N為平鋪膠管的根數，膠管直徑R等于凹坑的高度。
[0007]優選的，所述膠管兩端端部的打結處通過鋼絲纏繞緊固密封。
[0008]優選的，所述膠管一端延伸至所述巖層的外部。
[0009]優選的，所述空心管道的外徑小于所述膠管的內徑。
[0010]優選的，所述主體的凹坑底部間隙設有若干隔離脊，所述膠管則設置在相鄰隔離脊之間的間隙處。通過上述設置可對膠管進行固定限位，避免膠管相互之間因放沙快慢而擠壓。
[0011]優選的，所述可流動填充物質包括沙、泡沫小球、石膏粉中的任意一種或多種；根據采空區模擬實際需要的力學性質來選擇填充物種類及其顆粒級配，可以選擇一種或是多種混合。
[0012]膠管的物理性質及力學強度是主要是由其填充物的種類及顆粒級配來決定的，優選的，所述膠管注滿可流動填充物質后的抗壓強度為0.5-20 mpao
[0013]優選的，在所述巖層與膠管之間還設置有吸濕隔離網。通過上述設置，避免了膠管被巖層腐蝕。
[0014]在所述巖層與膠管之間還設置有壓實板，在所述凹坑內壁兩側分別設有兩條導向槽，導向槽底端位于膠管上部并緊鄰膠管上部，所述壓實板的兩端分別設置在凹坑內壁兩側的導向槽內。通過壓實板對膠管進行壓實作業，從而極大地提高了采空區模擬開采的實驗效果。
[0015]與現有技術相比，本實用新型具有以下有益效果:
[0016]本實用新型利用注滿細沙的膠管填滿凹坑模擬采空區，膠管上覆巖層，然后通過空心管道對膠管進行放沙，其模擬實驗實現非常簡單、方便，并且實驗效果良好，有效地克服了現有技術中鐵盒-拉出法由于上覆巖層的壓力，導致鐵盒往往很難拉出，實驗效果欠佳，以及石蠟-電阻燒融法燒融所需時間長，不僅影響生態環境，而且，并不能得到良好的實驗效果的缺陷。
【附圖說明】
[0017]圖1為本實用新型的局部示意圖。
[0018]圖2為本實用新型的結構示意圖。
[0019]其中，附圖標記對應的名稱如下:1_主體，2-膠管，3-巖層。
【具體實施方式】
[0020]下面結合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明，本實用新型的實施方式包括但不限于下列實施例。
實施例
[0021]本實施例提供了一種模擬采空區開采的方法，該模擬采空區開采的方法設計原理是:采用注滿細沙的膠管填充凹坑，上覆巖層，然后對膠管進行放沙，以此模擬采空區的開米。
[0022]本實施例實現模擬采空區開采的硬件如下:具有凹坑的主體，其為膠管提供設置安裝位置；膠管，若干根，每根膠管內注滿細沙，膠管的數量、半徑等規格根據凹坑的大小確定，而凹坑的大小又根據模擬的采空區尺寸確定，膠管兩端打結；鋼絲或鐵絲，用于纏繞膠管兩端的打結處，用于對兩端緊固密封；空心管道，用于插入膠管內放沙，空心管道的外徑小于膠管的內徑；巖層，覆蓋于膠管的上部，可根據實驗目的進行制作。
[0023]基于上述，本實用新型的具體實現方法如下:
[0024](I)根據待模擬采空區尺寸布置若干膠管并平鋪，膠管長度、數量、半徑根據采空區的尺寸確定；
[0025](2)每根膠管內注滿沙，膠管兩端端部打結并用鋼絲纏繞打結處；
[0026](3)在平鋪且注滿沙的膠管上覆巖層，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，使得膠管內的沙通過空心管道流出；
[0029](6 )重復執行步驟(5 )，即可模擬采空區開采。
[0030]進一步的，本實施例在主體的凹坑底部間隙設有若干隔離脊，所述膠管則設置在相鄰隔離脊之間的間隙處。通過上述設置可對膠管進行固定限位，避免膠管相互之間因放沙快慢而擠壓。
[0031]本實施例中，在巖層與膠管之間還設置有壓實板，在所述凹坑內壁兩側分別設有兩條導向槽，導向槽底端位于膠管上部并緊鄰膠管上部，所述壓實板的兩端分別設置在凹坑內壁兩側的導向槽內。通過壓實板對膠管進行壓實作業，從而極大地提高了采空區模擬開采的實驗效果。
[0032]本實用新型采用膠管配合空心管道放沙實現對采空區的模擬，上覆巖層的壓力并不影響正常的放沙動作，從而有效地克服了現有技術中鐵盒-拉出法由于上覆巖層的壓力，導致鐵盒往往很難拉出，實驗效果欠佳的問題；另一方面，空心管道放沙實現方便、操作簡單，且響應及時，從而克服了石蠟-電阻燒融法燒融所需時間長，不僅影響生態環境，而且，并不能得到良好的實驗效果的缺陷。
[0033]按照上述實施例，便可很好地實現本實用新型。值得說明的是，基于上述設計原理的前提下，為解決同樣的技術問題，即使在本實用新型所公開的結構基礎上做出的一些無實質性的改動或潤色，所采用的技術方案的實質仍然與本實用新型一樣，故其也應當在本實用新型的保護范圍內。
【主權項】
1.一種模擬采空區開采的裝置，其特征在于，包括具有凹坑的主體(1)，若干平鋪設置于所述凹坑內的膠管(2)，所述膠管內注滿可流動填充物質且兩端端部打結并緊固密封，在所述膠管上部上覆巖層(3)，以及在模擬實驗中用于插入所述膠管內放沙的空心管道；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置后填滿所述主體的凹坑；所述膠管與凹坑滿足以下關系: 凹坑面積S=R*L*N，其中，R為膠管直徑，L為膠管長度，N為平鋪膠管的根數，膠管直徑R等于凹坑的高度。
2.根據權利要求1所述的一種模擬采空區開采的裝置，其特征在于，所述膠管兩端端部的打結處通過鋼絲纏繞緊固密封。
3.根據權利要求2所述的一種模擬采空區開采的裝置，其特征在于，所述空心管道的外徑小于所述膠管的內徑。
4.根據權利要求3所述的一種模擬采空區開采的裝置，其特征在于，所述主體的凹坑底部間隙設有若干隔離脊，所述膠管(2)則設置在相鄰隔離脊之間的間隙處。
5.根據權利要求4所述的一種模擬采空區開采的裝置，其特征在于，所述可流動填充物質包括沙、泡沫小球、石膏粉中的任意一種或多種。
6.根據權利要求5所述的一種模擬采空區開采的裝置，其特征在于，所述膠管注滿可流動填充物質后的抗壓強度為0.5-20 mpa?
7.根據權利要求6所述的一種模擬采空區開采的裝置，其特征在于，在所述巖層與膠管之間還設置有吸濕隔離網。
8.根據權利要求7所述的一種模擬采空區開采的裝置，其特征在于，在所述巖層與膠管之間還設置有壓實板，在所述凹坑內壁兩側分別設有兩條導向槽，導向槽底端位于膠管上部并緊鄰膠管上部，所述壓實板的兩端分別設置在凹坑內壁兩側的導向槽內。
【專利摘要】本實用新型公開了一種模擬采空區開采的裝置，解決了現有技術中鐵盒-拉出法和石蠟-電阻燒融法實現困難、實驗效果欠佳的問題。該模擬采空區開采的裝置包括具有凹坑的主體（1），若干平鋪設置于所述凹坑內的膠管（2），所述膠管內注滿沙且兩端端部打結并緊固密封，在所述膠管上部上覆巖層（3），以及在模擬實驗中用于插入所述膠管內放沙的空心管道；所有所述膠管平鋪設置后填滿所述主體的凹坑。本實用新型不僅結構簡單、實現方便，而且實驗效果良好，適合大范圍的推廣應用。
【IPC分類】G01N33-24
【公開號】CN204405654
【申請號】CN201520093953
【發明人】趙建軍, 譚盛宇, 蘭志勇, 巨能攀, 黃潤秋
【申請人】成都理工大學
【公開日】2015年6月17日
【申請日】2015年2月10日