CN115602038B - 深部灾害与控制三维模拟试验***及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种深部灾害与控制三维模拟试验***及方法，属于深部岩体动力灾害模拟技术领域，该***包括框架组件、自动配比子***、模型体制备子***、转运装置、综合加卸载子***、掘进支护子***、智能监控装置，其中，自动配比子***将多种原材料混合以形成配比材料；模型体制备子***用于制备模型体；综合加卸载子***用于对转运装置转运的模型体进行综合加载；掘进支护子***用于对模型体进行掘进支护模拟；智能监控装置包括成像组件和控制器，控制器用于监控自动配比子***、模型体制备子***、转运装置、综合加卸载子***、掘进支护子***和成像组件。本发明能够实现模型体制作、加载、开挖、支护、监测、分析于一体化的综合模拟。

Description

深部灾害与控制三维模拟试验***及方法

技术领域

本发明涉及深部岩体动力灾害模拟技术领域，特别涉及一种深部灾害与控制三维模拟试验***及方法。

背景技术

随着向地球深部进军是我们必须解决的战略科技问题的指出，我国地下工程的修建深度不断增大，其中，煤矿的开采深度已经达到了千米。深埋地下工程面临着高地应力和强动压扰动的影响，带来了隧道岩爆和煤矿冲击地压等安全问题，制约着国家重大基础设施建设的安全和进度。有效还原现场工程概况和动力灾害发生特征是探究合理治理措施的保障。目前，物理模拟试验装置的针对性较强，只能针对特定形态的模型体进行试验，且无法等效模拟开挖与支护。同时，目前物理模拟试验的模型体也需要在仪器外单独制作，流程比较繁琐。

发明内容

本发明的目的在于提供一种深部灾害与控制三维模拟试验***，该深部灾害与控制三维模拟试验***能够实现对所述模型体的制作、加载、开挖、支护、监测和分析于一体的综合模拟。

本发明的目的在于提供一种深部灾害与控制三维模拟试验方法。

为实现本发明目的，本发明采用如下技术方案：

根据本发明的一个方面，提供了一种深部灾害与控制三维模拟试验***。所述一种深部灾害与控制三维模拟试验***，包括：

框架组件，包括支撑柱和支撑板，其中，所述支撑板连接于所述支撑柱；

自动配比子***，安装于所述支撑板的一侧，根据预设的模型体的配比方案，将多种原材料按一定的比例进行混合以形成配比材料；

模型体制备子***，安装于所述支撑板的另一侧，包括多个模型块，通过调整多个所述模型块的排列方式，以形成预设的模型框架，其中，将所述配比材料注入预设的所述模型框架，以制备模型体；

转运装置，位于所述支撑板的下方，用于转运所述模型体；

综合加卸载子***，连接于所述支撑柱远离所述支撑板的一侧，用于对所述转运装置转运的所述模型体进行综合加载；

掘进支护子***，一端连接于所述支撑柱，另一端位于所述综合加卸载子***的外周，用于对所述模型体进行掘进支护模拟；

智能监控装置包括彼此连接的成像组件和控制器，其中，所述成像组件用于实时监测所述模型体，并将获取的监测数据反馈给所述控制器，

其中，所述控制器用于监控所述自动配比子***、所述模型体制备子***、所述转运装置、所述综合加卸载子***、所述掘进支护子***和所述成像组件，以实现对所述模型体的制作、加载、开挖、支护、监测和分析于一体的综合模拟。

根据本发明的一实施方式，其中，所述自动配比子***包括：

储料模块，放置于所述支撑板上，包括固料储存组件和液态储料仓，其中，所述固料储存组件包括多个固态储料仓，所述固态储料仓和所述液态储料仓均设有感应出料口；

出料模块，固接于所述固态储料仓的内部，用于将固体材料推出所述固态储料仓的感应出料口；

物料运输模块，连通所述固态储料仓的感应出料口；

搅拌模块，包括固态材料混合仓、液态材料混合仓和固液混合仓，其中，所述固态材料混合仓连通所述物料运输模块，用于承接所述物料运输模块输送的固态材料并混合均匀，并形成固态混合物；所述液态材料混合仓连通所述液态储料仓，用于承载所述液态储料仓输送的液体材料并混合均匀，并形成液体混合物；所述固液混合仓连通于所述固态材料混合仓和所述液态材料混合仓之间，用于将所述固态混合物和所述液体混合物混合，以形成所述配比材料；

精准计量模块，包括质量计量器和液体计量器，其中，所述质量计量器连接于所述固态储料仓，且实时检测所述固态储料仓的质量变换，以测定所述固态储料仓的出料情况，所述液体计量器连接于所述液态储料仓，且实时检测所述液态储料仓的体积变化，以测定所述液态储料仓出料情况。

根据本发明的一实施方式，其中，所述模型体制备子***包括：

固定框架，连接于所述支撑板的上方；

滑移伸缩式模具，连接于所述固定框架的内周，包括多个对应于所述模型块的滑移推动装置，其中，所述滑移推动装置的一侧连接于所述固定框架，另一侧连接于所述模型块，所述滑移推动装置用于调整所述模型块的位置；

烘干模块，固接于所述模型块；

震动模块，连接于所述固定框架，以使得所述模型框架在加入所述配比材料的过程中进行晃动；

承重组件，位于所述固定框架的下方，其中，所述承重组件实时检测所述固定框架、所述滑移推动装置、所述模型块和所述模型体的重量变化，并将测量信号反馈给所述控制器，以在所述模型体的重量不变时，所述控制器控制所述模型体制备子***进行脱模；

其中，所述滑移伸缩式模具调整多个所述模型块的排列，以形成所述模型框架，所述转运装置用于将所述配比材料加入所述模型框架，以形成所述模型体的初始形态，所述烘干模块用于烘干所述模型体的初始形态，以形成所述模型体。

根据本发明的一实施方式，其中，所述固定框架包括：

矩形体架，顶部设置有固定框架导轨和滑动连接于所述固定框架导轨的固定框架滑块，所述固定框架滑块位于所述固定框架导轨的下方；

所述滑移伸缩式模具还包括用于安装所述滑移推动装置的安装组件，所述安装组件包括：

多个滑移伸缩式模具安装架，其中，一个所述滑移伸缩式模具安装架固接于所述固定框架滑块，其余的所述滑移伸缩式模具安装架可拆卸连接于所述矩形体架的内周。

根据本发明的一实施方式，其中，所述滑移推动装置还包括：

多个伸缩组件，所述伸缩组件包括固定段和可伸缩段，其中，所述固定段固接于所述安装架，所述可伸缩段的一端固接于所述固定段，且另一端沿所述固定段的轴线进行伸缩；

多个角度调整组件，所述角度调整组件包括旋转气缸，其中，所述旋转气缸的壳体固接于所述可伸缩段的另一端，所述旋转气缸的另一端固接所述模型块；

其中，通过多个所述伸缩组件和多个所述角度调整组件的配合，以将所述模型块组装成所述模型框架。

根据本发明的一实施方式，其中，所述综合加卸载子***包括：

主体装置，固接于所述支撑柱，用于支撑所述模型体，包括多个反力墙，其中，多个所述反力墙拼接组成支撑架，所述支撑架用于承载所述转运装置运转的所述模型体；

移动式液压加载装置，安装于所述主体装置，对所述模型体的不同区域施加不同荷载；

近域扰动模块，设置于所述模型体的内部，包括微型SHPB装置、微型自调节***装置和微型震源发生装置，以模拟近域冲击；

远域扰动模块，位于所述模型体的外部，且连接于所述移动式液压加载装置，通过产生应力波或者震动波的方式模拟远域冲击；

高地温模拟装置，连接于移动式液压加载装置，用于对所述模型体施加高地温。

根据本发明的一实施方式，其中，所述移动式液压加载装置包括：

安装板，固接于所述支撑柱；

动态反力安装架，滑动连接于所述安装板；

多个液压加载组件，所述液压加载组件包括液压加载固定部和液压加载伸缩端，其中，所述动态反力安装架开设有多个对应于所述液压加载组件的安装孔，所述液压加载固定部滑动连接于所述安装孔，所述液压加载伸缩端的一端固接于所述液压加载固定部，所述液压加载伸缩端的另一端用于对所述模型体进行综合加载；

第一滑移组件，连接于所述动态反力安装架和所述安装板之间，包括第一液压加载装置导轨和第一液压加载装置滑块，其中，所述第一液压加载装置导轨安装于所述安装板，所述第一液压加载装置滑块设置于所述第一液压加载装置导轨上以沿着所述第一液压加载装置导轨移动；

第二滑移组件，连接于所述动态反力安装架和所述液压加载固定部之间，包括第二液压加载装置导轨和第二液压加载装置滑块，其中，所述第二液压加载装置导轨固接于所述安装孔，所述第二液压加载装置滑块滑动连接于第二液压加载装置导轨，所述液压加载固定部固接于所述第二液压加载装置滑块；

其中，通过所述第一滑移组件带动所述动态反力安装架向远离所述模型体的方向运动，以减少多个所述液压加载组件对所述模型体的卸压时间；通过所述第二滑移组件带动所述液压加载固定部向远离所述模型体的方向运动，以减小单个所述液压加载组件对所述模型体的卸压时间。

根据本发明的一个方面，所述掘进支护子***包括：

智能掘进模块，包括微型清理装置、机械臂以及预埋于模型体内的***装置和预埋构件，其中，所述***装置用于模拟***，机械臂用于对模型体进行机械掘进或对预埋构件进行抽拉，所述微型清理装置用于清理残渣，以模拟实际出渣；

智能支护模块，包括锚杆、钢拱架和混凝土储藏仓，其中，所述机械臂包括抓取部和喷射部，所述抓取部用于抓取所述锚杆或所述钢拱架，所述喷射部连通所述混凝土储藏仓，以喷射混凝土；

其中，所述机械臂与所述智能支护模块相配合，以模拟现场支护情况。

根据本发明的一个方面，提供了一种深部灾害与控制三维模拟试验方法。所述深部灾害与控制三维模拟试验方法，包括：

确定模型体的配比方案、外观尺寸、动力加载参数、挖掘模式以及支护方式；

自动配比子***根据所述配比方案制备配比材料；

模型体制备子***调整多个模型块的排列方式，以形成对应于所述外观尺寸的模型框架；

将所述配比材料加入所述模型框架，所述模型体制备子***将所述模型框架中的所述配比材料制备成所述模型体；

综合加卸载子***根据所述动力加载参数对所述转运装置转运的所述模型体进行综合加载模拟；

掘进支护子***根据所述挖掘模式和所述支护方式对所述模型体进行掘进和支护模拟；

成像组件实时监测所述模型体，并将获取的监测数据反馈给控制器，所述控制器对所述监测数据进行分析。

根据本发明的一实施方式，其中，还包括：

通过近域扰动模块对所述模型体的内部进行近域扰动；

通过远域扰动模块对所述模型体的外周进行远域扰动；

通过智能掘进模块选取钻爆法掘进、综合机械化掘进和预埋构件抽出式掘进中一种或多种，以实现掘进模拟；

通过智能支护模块根据预设的支护方式进行模拟。

本发明中的一个实施例具有如下优点或有益效果：

本发明通过所述自动配比子***、所述模型体制备子***、所述转运装置、所述综合加卸载子***、所述掘进支护子***和智能监控装置，以实现对所述模型体的制作、加载、开挖、支护、监测和分析于一体的综合模拟。

通过所述综合加卸载子***可对模型体进行的不同区域施加不同荷载，实现多方位多角度的加载和快速卸压，并实现多方位多时段的多强度近域扰动和远域扰动。

通过所述掘进支护子***可对模型体进行不同的掘进和支护方案，满足不同模拟的需求。

附图说明

通过参照附图详细描述其示例实施方式，本发明的上述和其它特征及优点将变得更加明显。

图1是根据一示例性实施方式示出的一种深部灾害与控制三维模拟试验***的示意图。

图2是根据一示例性实施方式示出的自动配比子***的示意图。

图3是根据一示例性实施方式示出的自动配比子***的横截图。

图4是根据一示例性实施方式示出的模型体制备子***的示意图。

图5是根据一示例性实施方式示出的滑移伸缩式模和固定框架的连接示意图。

图6是根据一示例性实施方式示出的动态反力安装架和液压加载组件的连接示意图。

图7是根据一示例性实施方式示出的智能掘进模块的示意图。

图8是根据一示例性实施方式示出的深部灾害与控制三维模拟试验方法的示意图。

其中，附图标记说明如下：

1、框架组件；11、支撑柱；12、支撑板；

2、自动配比子***；21、储料模块；211、固料储存组件；212、液态储料仓；22、出料模块；23、物料运输模块；24、搅拌模块；25、精准计量模块；200、感应出料口；

3、模型体制备子***；30、模型块；31、固定框架；32、滑移伸缩式模具；321、滑移推动装置；3211、伸缩组件；3212、角度调整组件；322、滑移伸缩式模具安装架；

4、综合加卸载子***；41、主体装置；42、移动式液压加载装置；421、安装板；422、动态反力安装架；423、液压加载组件；

5、掘进支护子***；51、智能掘进模块。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本发明将全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略它们的详细描述。

用语“一个”、“一”、“该”、“”用以表示存在一个或多个要素/组成部分/等；用语“包括”和“具有”用以表示开放式的包括在内的意思并且是指除了列出的要素/组成部分/等之外还可存在另外的要素/组成部分/等。

如图1-7所示，图1示出了本发明提供的一种深部灾害与控制三维模拟试验***的示意图。图2示出了本发明提供的自动配比子***2的示意图。图3示出了本发明提供的自动配比子***2的横截图。图4示出了本发明提供的模型体制备子***3的示意图。图5示出了本发明提供的滑移伸缩式模具32和固定框架31的连接示意图。图6示出了本发明提供的动态反力安装架422和液压加载组件423的连接示意图。图7示出了本发明提供的智能掘进模块51的示意图。

本发明实施例的一种深部灾害与控制三维模拟试验***，包括：

框架组件1，包括支撑柱11和支撑板12，其中，支撑板12连接于支撑柱11；

自动配比子***2，安装于支撑板12的一侧，根据预设的模型体的配比方案，将多种原材料按一定的比例进行混合以形成配比材料；

模型体制备子***3，安装于支撑板12的另一侧，包括多个模型块30，通过调整多个模型块30的排列方式，以形成预设的模型框架，其中，将配比材料注入预设的模型框架，以制备模型体；

转运装置，位于所述支撑板12的下方，用于转运所述模型体；

综合加卸载子***4，连接于所述支撑柱11远离所述支撑板12的一侧，用于对所述转运装置转运的所述模型体进行综合加载；

掘进支护子***5，一端连接于所述支撑柱11，另一端位于所述综合加卸载子***4的外周，用于对所述模型体进行掘进、支护模拟；

智能监控装置包括彼此连接的成像组件和控制器，其中，成像组件用于实时监测模型体，并将获取的监测数据反馈给控制器，

其中，控制器用于监控自动配比子***2、模型体制备子***3、转运装置、综合加卸载子***4、掘进支护子***5和成像组件，以实现对模型体的制作、加载、开挖、支护、监测和分析于一体的综合模拟。

其中，本申请中的支撑柱11为6个，支撑板12不少于1个，其中的一个支撑板12安装在6个支撑柱11的底部，用于安装自动配比子***2和模型体制备子***3，综合加卸载子***4和掘进支护子***5、也可以采用图1的方式均安装于支撑柱11的上方，以便于综合加卸载子***4和掘进支护子***5能够及时到位，使得各个子***的配合更加高效。本申请中，自动配比子***2可以根据预设的模型体的配比方案，将原材料按一定的比例进行混合以形成配比材料；模型体制备子***3可以根据预设模型体的外观先要求调整多个模型块30的排列方式，以形成预设的模型框架，然后再将配比材料注入调整后的模型框架，以制备模型体；转运装置用于将模型体转运至综合加卸载子***4所处的位置；综合加卸载子***4用于对模型体的不同区域施加不同荷载，实现多形态模型体综合全面加载；掘进支护子***5根据设定的要求对模型体进行掘进支护的等效模拟；本实施的预设的模型框架即对应于预设模型体外观尺寸的壳体，这样配比材料加入预设的模型框架后即可形成对应外观尺寸的模型体。

实时监测模块包括成像组件和控制器，成像组件可以为声发射、热成像和高速摄像等多种监测***一种或多种。其中，声发射、热成像等数据采集类监测***会在试验开始后实时监测，获取并储存监测数据；高速摄像等影像记录类监测***一般设有两类触发阈值：第一类，启动阈值为***采集到发生显著变化信息数据时，触发高速摄像捕捉影像；第二类，启动阈值为近域或远域扰动施加前的蓄能阶段，高速摄像会启动并捕捉扰动施加后的影响。控制器可以对成像组件获取的监测数据进行分析，结合高速摄像结果，对动力灾害进行判定，在进行一组n块试件的试验后，***会自动总结该类配比的动力灾害特性、支护结构对动力灾害的控制效果等。此外，本申请中控制器用于监控自动配比子***2、模型体制备子***3、转运装置、综合加卸载子***4、掘进支护子***5和成像组件，以实现对模型体的制作、加载、开挖、支护、监测和分析于一体的综合模拟。

在本发明的一个优选实施例中，所述自动配比子***2包括：

储料模块21，放置于支撑板12上，包括固料储存组件211和液态储料仓212，其中，固料储存组件211包括多个固态储料仓，固态储料仓和液态储料仓212均设有感应出料口200；

出料模块22，固接于固态储料仓的内部，用于将固体材料推出固态储料仓的感应出料口200；

物料运输模块23，连通固态储料仓的感应出料口200；

搅拌模块24，包括固态材料混合仓、液态材料混合仓和固液混合仓，其中，固态材料混合仓连通物料运输模块23，用于承接物料运输模块23输送的固态材料并混合均匀，并形成固态混合物；液态材料混合仓连通液态储料仓212，用于承载液态储料仓212输送的液体材料并混合均匀，并形成液体混合物；固液混合仓连通于固态材料混合仓和液态材料混合仓之间，用于将固态混合物和液体混合物混合，以形成配比材料；

精准计量模块25，包括质量计量器和液体计量器，其中，质量计量器连接于固态储料仓，且实时检测固态储料仓的质量变换，以测定固态储料仓的出料情况，液体计量器连接于液态储料仓212，且实时检测液态储料仓212的体积变化，以测定液态储料仓212出料情况。

如图1-3，本申请中，固料储存组件211包括多个固态储料仓，物料运输模块23包括不少于1条传送带，假如传送带为1条，多个固态储料仓沿传送带的两侧均匀分布；当传送带为大于等于2条时，可以搭建多个传送平台，为了便于说明以图中固态储料仓为16个，传送带为4个进行说明，将4个固态储料仓均匀分布一条传送带的两侧，以形成一个层传送平台，这样16个固态储料仓和4个传送带为可以形成4个传送平台，然后将4个传送平台从上到下依次叠加安装，这样可以形成多种储料空间，以满足不同模型体的用量需要求，同时，采用分层设计的传送平台，占地面积小，储藏效率高。

出料模块22可以为动力部和推板，其中，动力部固接于固态储料仓，动力部驱动推板运动以将固体材料推出固态储料仓。而液态储料仓212可以采用增压泵将液体材料抽入到液体材料混合仓，也可以采用其他结构只要能够将液态储料仓212中的液体材料加入到液体材料混合仓即可，本发明在此不做限定。

精准计量模块25包括质量计量器和液体计量器，质量计量器连接于固态储料仓，且实时检测固态储料仓的质量变换，以测定固态储料仓的出料情况，液体计量器连接于液态储料仓212，且实时检测液态储料仓212的体积变化，以测定液态储料仓212出料情况，为了保证配料的精准，本申请在固态储料仓设置了感应出料口200当固态出料达到预设值时固态储料仓的感应出料口200会关闭，液态储料仓212也设置了感应出料口200，当液态储料仓212中的出料体积达到预设值时，液态储料仓212上的感应出料口200关闭，这样抽取泵不能够继续抽取，实现停止出料的目的。

由于物料运输模块23连通固态材料混合仓，以传送带为例进行说明，传送带能够部分***到固态材料混合仓中，这样传送带能够将固体材料输送到固态材料混合仓进行混合，液态储料仓212连通液态材料混合仓，不同液态储料仓212输送的液体材料能够在液态材料混合仓进行混合均匀，以形成液体混合物，最后，固态材料混合仓和液态材料混合仓分别连通固液混合仓，能够将固态混合物和液体混合物混合输送到固液混合仓，以形成配比材料。具体输送方式为现有技术本发明在此不做限制。

具体实施过程：首先查看并确认不同固态储料仓和液态储料仓212中材料的情况并及时添加；其次，在控制器中设置模型体的原材料配比方案和模型体的形态和尺寸，控制器会自动计算所需材料的用量；再其次，出料模块22能够将固体材料推出固态储料仓的感应出料口200，物料运输模块23承接固态储料仓输出的固体材料并运送至固态材料混合仓，同时，液态储料仓212为多个，不同液态储料仓212中的材料能够进入到液态材料混合仓进行混合形成混合液，然后先将固态材料混合物加入到固液混合仓，再加入混合液，搅拌形成特定比例的配比材料，配比材料经转运至模型体制备子***3用于制备模型体。需要注意的是，控制器能够根据模型体的要求构建不同岩层，并通过分批分次加入到模型体制备子***3以形成最终的模型体。

在主机内输入并记录不同储料模块21所储存的材料。在进行自动配比前，需要在主机内输入综合模拟试验模型体的配比方案，根据输入的模型体形态和尺寸，自动配比子***2会自动计算所需材料的用量。出料模块22通过将材料通过感应出料口200运送到物料运输模块23。储料模块21内设置有精准计量模块25，能够实时记录出料的质量和体积。精准计量模块25在出料量达到预设值时，立刻控制滑移装置，停止出料，同时，会将感应出料口200锁住，保障出料质量的精准。物料运输模块23会将经过感应出料口200送出的材料全部转运到材料拌和模块中。拌和模块会将材料中的固体材料拌和成均匀的混合物，之后加入溶液材料，搅拌均匀成为配比材料。将混合好的配比材料转运到模型体制备模块。本申请中自动配比子***，可根据输入配比方案选择不同的计量方案质量比还是体积比，并精准计算和控制出料的质量或体积。

在本发明的一个优选实施例中，模型体制备子***3包括：

固定框架31，连接于支撑板12的上方；

滑移伸缩式模具32，连接于固定框架31的内周，包括多个对应于模型块30的滑移推动装置321，其中，滑移推动装置321的一侧连接于固定框架31，另一侧连接于模型块30，滑移推动装置321用于调整模型块30的位置；

烘干模块，固接于模型块30；

震动模块，连接于固定框架31，以使得模型框架在加入配比材料的过程中进行晃动；

承重组件，位于固定框架31的下方，其中，承重组件实时检测固定框架31、滑移推动装置321、模型块30和模型体的重量变化，并将测量信号反馈给控制器，以在模型体的重量不变时，控制器控制模型体制备子***3进行脱模；

其中，滑移伸缩式模具32调整多个模型块30的排列，以形成模型框架，转运装置用于将配比材料加入模型框架，以形成模型体的初始形态，烘干模块用于烘干模型体的初始形态，以形成模型体。

在本发明的一个优选实施例中，固定框架31包括：

矩形体架，其中，矩形体架的顶部设置有固定框架导轨和滑动连接于固定框架导轨的固定框架滑块，固定框架滑块位于固定框架导轨的下方；

滑移伸缩式模具32还包括用于安装滑移推动装置321的安装组件，安装组件包括：

多个滑移伸缩式模具安装架322，其中，一个滑移伸缩式模具安装架322固接于固定框架滑块，其余的滑移伸缩式模具安装架322可拆卸连接于矩形体架的内周；

如图1、4-5所示，矩形体架由12个钢条组成的矩形体，包括6个面，底面、顶面和4个侧面，安装架322为6个分别安装在矩形体架的6个面，其中，矩形体架固定于支撑板12，矩形体架设置有固定框架导轨和固定框架滑块，其中一个滑移伸缩式模具安装架322安装在固定框架滑块上，其余滑移伸缩式模具安装架322分别可拆卸安装在矩形体架的底面和侧面，而滑移伸缩式模具安装架322均安装有滑移伸缩式模具32，在加入配比材料前，位于矩形体架的底面和侧面上滑移伸缩式模具32先变形，以形成模型框架壳体，然后，通过固定框架滑块的运动，带动安装在该固定框架滑块上的滑移伸缩式模具32远离矩形体架，方便配比材料的注入，当配比材料加完后，固定框架滑块能够带动位于矩形体架顶面的滑移伸缩式模具32恢复到初始位置，实现对模型框架壳体进行密封，然后位于矩形体架顶面的滑移伸缩式模具32再次变形。此外，位于矩形体架的底面和侧面上滑移伸缩式模具32可以先不变形，先组成矩形壳体，位于矩形体架顶面的滑移伸缩式模具32先滑移到矩形壳体的一侧，接着入配比材料；再接着，位于矩形体架顶面的滑移伸缩式模具32恢复到初始位置，形成密封的矩形体；最后所有的滑移伸缩式模具32再变型以将模型体积压成预设形状的模型体。

滑移推动装置321包括：

多个伸缩组件3211，伸缩组件3211包括固定段和可伸缩段，其中，固定段固接于滑移伸缩式模具安装架322，可伸缩段的一端固接于固定段，且另一端沿固定段的轴线进行伸缩；

多个角度调整组件3212，角度调整组件3212包括旋转气缸，其中，旋转气缸的壳体固接于可伸缩段的另一端，旋转气缸的另一端固接模型块30；

其中，通过多个伸缩组件3211和多个角度调整组件3212的配合，以将模型块30组装成模型框架。

如图1、4-5所示，滑移推动装置321包括多个伸缩组件3211和多个角度调整组件3212，其中，伸缩组件3211和角度调整组件3212相互连接，伸缩组件3211固接在滑移伸缩式模具安装架322上，角度调整组件3212的输出端安装模型块30，本申请中，伸缩组件3211可以为液压缸、气缸、电机等直线运动部件能够推动角度调整组件3212和安装在角度调整组件3212上的模型块30进行直线运动，而角度调整组件3212能够带动模型块30进行360°的旋转，由于每个伸缩组件3211和角度调整组件3212均能单独控制，即模型块30能够在伸缩组件3211和角度调整组件3212的作用下进行位移和角度旋转，这样分布在6个面上的多个模型块30可以写形成模型框架。本申请可根据所需模型体形状，在固定框架31上自由滑动和伸缩，自动调整位移和旋转角度，确定最优模具组合方式，控制模具形态，达到获得多形态模型体的目的，达到获得多形态模型体的目的。

如图4，在模型体制作完成后，烘干模块会对模型体进行烘干处理。承重组件会在制备的过程中，按照指定间隔进行实时称量，在模型体质量变化小于设定阈值后，模具进行自动脱模，在模型体质量连续若干次称量不变时，模型体制作完成，通过转运装置将模型体送至综合加卸载子***4，进行下一阶段试验。此外，震动模块在会在模型体浇筑过程中，自动开启震动，保证试块成型密实。模型体浇筑过程为将配比材料加入模型框架的过程。其中，烘干模块可以为加热板、加热片、加热线内嵌在模型块30中，且会根据模型所需烘干温度，按照梯度逐级增加烘干温度，每增加一级温度，会保温一定时间，避免升温过快造成的模型体损伤。

在本发明的一个优选实施例中，综合加卸载子***4包括：

主体装置41，固接于支撑柱11，用于支撑模型体，包括多个反力墙，其中，多个反力墙拼接组成支撑架，支撑架用于承载转运装置运转的模型体移动式液压加载装置42，安装于主体装置41，对模型体的不同区域施加不同荷载；

近域扰动模块，设置于模型体的内部，包括微型SHPB装置、微型自调节***装置和微型震源发生装置，以模拟近域冲击；

远域扰动模块，位于模型体的外部，且连接于移动式液压加载装置42，通过产生应力波或者震动波的方式以模拟远域冲击；

高地温模拟装置，连接于移动式液压加载装置42，用于对模型体施加高地温。

移动式液压加载装置42包括：

安装板421，固接于支撑柱11；

动态反力安装架422，滑动连接于安装板421；

多个液压加载组件423，液压加载组件423包括液压加载固定部和液压加载伸缩端，其中，动态反力安装架422开设有多个对应于液压加载组件423的安装孔，液压加载固定部滑动连接于安装孔，液压加载伸缩端的一端固接于液压加载固定部，液压加载伸缩端的另一端用于对模型体进行综合加载；

第一滑移组件，连接于动态反力安装架422和安装板421之间，包括第一液压加载装置导轨和第一液压加载装置滑块，其中，第一液压加载装置导轨安装于安装板421，第一液压加载装置滑块设置于第一液压加载装置导轨上以沿着第一液压加载装置导轨移动；

第二滑移组件，连接于动态反力安装架422和液压加载固定部之间，包括第二液压加载装置导轨和第二液压加载装置滑块，其中，第二液压加载装置导轨固接于安装孔，第二液压加载装置滑块滑动连接于第二液压加载装置导轨，液压加载固定部固接于第二液压加载装置滑块；

其中，通过第一滑移组件带动动态反力安装架422向远离模型体的方向运动，以减少多个液压加载组件423对模型体的卸压时间；通过第二滑移组件带动液压加载固定部向远离模型体的方向运动，以减小单个液压加载组件423对模型体的卸压时间。

如图1、6所示，反力墙为8个，8个反力墙相互拼接形成镂空的反力墙矩形体，其中，移动式液压加载装置42可通过在反力墙矩形体的6个侧面上的镂空处，用于对模型体的不同区域施加不同荷载，其中，移动式液压加载装置42为多个，移动式液压加载装置42包括固接于支撑柱11的安装板421、滑动连接于安装板421的动态反力安装架422和多个液压加载组件423；其中，动态反力安装架422开设有多个安装孔，用于安装液压加载组件423，第一滑移组件连接安装板421和动态反力安装架422，第二滑移组件连接安装孔和液压加载组件423，这样第一滑移组件能够带动一个动态反力安装架422上的液压加载组件423进行运动，第二滑移组件能够带动一液压加载组件423运动。

具体的，移动式液压加载装置42在初始状态时，位于远离主体装置41的外周，以便转运装置将模型体放入到主体装置41的内部，接着动态反力安装架422在第一液压加载装置滑块的滑动下，使得液压加载组件423运动到主体装置41上，并与模型体的外周接触，以便液压加载组件423能够对模型体进行不同区域的综合加载，当对模型体动力加载后，根据设计要求，可以利用第二滑移组件可带动其中一个或多个液压加载组件423向背离模型体的方向滑移，实现局部的瞬间卸压；也可利用第一滑移组件，使其中一个侧面或多个侧面上的移动式液压加载装置42在第一液压加载装置滑块的带动下，使得一个侧面或多个侧面上的所有液压加载组件423全部进行快速瞬间卸压，同样第一滑移组件也能够使得移动式液压加载装置42快速撤离主体装置41；本申请可在卸压的瞬间向背离模型体的方向滑移，可实现在单面进行局部的瞬间卸压，也可以多面局部的瞬间卸压，还可实现单面或多面的快速卸压，最后还可以实现全部的快速卸压。同样，通过第一滑移组件、动态反力安装架422、第二滑移组件、液压加载组件423能够组合出不同的动力加载方式，满足不同模型的动力加载的需求，并能够快速卸压以减小模型体动力灾害对加载装置的扰动。高地温模拟装置设置于液压加载组件423靠近模型体的输出端，高地温模拟装置包括加热装置、保温装置和测温结构，其中，工作时，液压加载组件423接触模型体，这样加热装置可对模型体进行加热，保护装置对模型体进行保护，测温机构实时检测模型体的温度。本申请中，加热装置实行梯度式升温，每升高一定的温度，恒温保持一段时间，逐级升温至指定温度，并保持高地温状态。地应力可在高地温施加后并保持恒定后开始加载，地应力也可以在高地温施加过程中按照设定加载速率进行加载，以实现模型体处于高地温－高地应力耦合状态。

近域扰动模块和远域扰动模块，可在综合模拟试验过程中，利用震源发生装置，在模型体表面不同区域不同时间施加扰动，实现不同扰动状态下的加卸载试验；也可在进行模型体模拟硐室开挖过程中，利用震源发生装置，在模型体表面不同区域不同时间施加不同强度的扰动，实现对开挖硐室的多方位多时段的多强度远域扰动。也可在进行模型体模拟硐室开挖过程中，利用微型SHPB装置、微型自调节***装置和微型震源发生装置，在开挖硐室内部不同区域不同时段施加不同强度的扰动，实现对开挖硐室的多方位多时段的多强度近域扰动；还可在进行模型体模拟硐室开挖过程中，在模型体表面不同区域不同时间施加不同强度的扰动，同时在开挖硐室内部不同区域不同时段施加不同强度的扰动，实现对开挖硐室的多方位多时段的多强度近－远域耦合扰动。远域扰动主要是通过在不同位置安装动力扰动装置，实现多方位多强度远域扰动。本申请中近域扰动主要是通过微型SHPB装置、微型自调节***装置和微型震源发生装置等，实现多方位多强度近域扰动。

在本发明的一个优选实施例中，掘进支护子***5包括：

智能掘进模块51，包括微型清理装置、机械臂以及预埋于模型体内的***装置和预埋构件巷道支架，其中，***装置用于模拟***，机械臂用于对模型体进行机械掘进或对预埋构件进行抽拉，微型清理装置用于清理残渣，以模拟实际出渣；

智能支护模块，包括锚杆、钢拱架和混凝土储藏仓，其中，机械臂包括抓取部和的喷射部，抓取部用于抓取锚杆或钢拱架，喷射部连通混凝土储藏仓，以用于喷射混凝土；

其中，机械臂与智能支护模块相配合，以模拟现场支护情况。

如图1和7所示，智能掘进模块51能够实现钻爆法掘进、综合机械化掘进和预埋构件抽出式掘进，满足不同工况的需求，在进行钻爆法掘进时，根据控制器内输入的硐室轮廓、钻孔形态和***参数等具体细节，等效模拟钻爆法施工；在综合机械化掘进时，根据控制器内输入的硐室轮廓、开挖速率，破岩效率等具体细节，等效模拟综合掘进施工。在进行预埋构件抽出式掘进时，利用机械臂按照预设情况抽出预埋构件，以模拟快速掘进。在完成不同工法每个循环的掘进后，利用微型清理装置，清理残渣模拟实际出渣。智能支护模块可根据实际情况，进行模型体开挖硐室等效模拟支护，可进行喷射等效强度混凝土、安装等效锚杆、安装等效钢拱架等支护方式。本申请中所述掘进支护子***可对模型体进行不同的掘进和支护方案，满足不同模拟的需求。

如图8所示，图8示出了本发明提供的一种深部灾害与控制三维模拟试验方法的示意图。

本发明实施例的一种深部灾害与控制三维模拟试验方法，包括：

确定预设的模型体的配比方案、外观尺寸、动力加载参数、挖掘模式以及支护方式；

自动配比子***2根据配比方案制备配比材料；

模型体制备子***3调整多个模型块30的排列方式，以形成对应于外观尺寸的模型框架；

将配比材料加入模型框架，模型体制备子***3将模型框架中的配比材料制备成模型体；

综合加卸载子***4根据动力加载参数对转运装置转运的模型体进行综合加载模拟；

掘进支护子***5根据挖掘模式和支护方式对模型体进行掘进和支护模拟；

成像组件实时监测模型体，并将获取的监测数据反馈给控制器，控制器对监测数据进行分析。

其中，在控制器内输入并记录自动配比子***2中储料模块21内储存的各种材料，并根据深部岩体动力灾害模拟试验的要求，在控制器内输入预设的模型体的配比方案、外观尺寸包括模型体的形状和尺寸、动力加载参数、挖掘模式以及支护方式。并按照地应力和实际施工的情况，输入试验所需的动力加载和卸载方案，并根据施工方案，输入开挖方式、形状与支护形态。然后，控制器自动计算所需材料的用量并控制出料模块22将材料通过感应出料口运送到物料运输模块23。储料模块21内部包含精准计量模块25，能够实时记录出料的质量和体积，拌和模块会将材料中的固体材料拌和成均匀的混合物，之后加入溶液材料，搅拌均匀成为配比材料。

控制器控制模型体制备子***3调整多个模型块30的排列方式，以形成对应于外观尺寸的模型框架，将配比材料加入模型框架，材料转运模块会将混合好的配比材料转运到模型框架内。烘干模块对将模型框架中的配比材料进行烘干称重，以制备模型体，同时在配比材料加入模型框架的过程中，震动模块可对模型框架进行晃动中，特别是在模型体浇筑过程中，自动开启震动，能够保证试块成型密实。此外，在模型体制备子***3制备模型体的过程中进行预埋构件的埋设和固定，构建具有预埋构件的模型体。

转运装置将模型体转运到支撑架的内部，移动式液压加载装置42，可实现单/多个液压加载组件423撤离动态反力安装架422，增加局部观测窗口或进行开挖－支护模拟。也可以撤离动态反力安装架422，增加单面全观测窗口，通过移动式液压加载装置42最终实现对模型体的不同区域施加不同荷载，实现多形态模型体综合全面加载，也可以实现局部快速卸载，在加载装置卸压的瞬间向背离模型体的方向滑移，实现局部快速卸压，并减小模型体动力灾害对加载装置的扰动。在单面全部加载装置卸压并撤出后，可实现单面快速卸压。以此方式，可实现多面快速卸载。此外，移动式液压加载装置42可按照设定加载速率加载至指定温度，高地温模拟装置可对模型体施加高地温，实现模型体处于高地温－高地应力耦合状态。

根据现场施工概况，控制器控制智能掘进模块51按照可选取钻爆法掘进、综合机械化掘进和预埋构件抽出式掘进中的一种进行掘进，并控制智能支护模块对模型体等效模拟支护。

成像组件实时监测模型体，并将获取的监测数据反馈给控制器，控制器对监测数据进行分析。其中，成像组件可以为声发射、热成像和高速摄像等多种监测***一种或多种。其中，声发射、热成像等数据采集类监测***会在试验开始后实时监测，获取并储存监测数据；高速摄像等影像记录类监测***一般设有两类触发阈值：第一类，启动阈值为***采集到发生显著变化信息数据时，触发高速摄像捕捉影像；第二类，启动阈值为近域或远域扰动施加前的蓄能阶段，高速摄像会启动并捕捉扰动施加后的影响。控制器可以对成像组件获取的监测数据进行分析，结合高速摄像结果，对动力灾害进行判定，在进行一组n块试件的试验后，***会自动总结该类配比的动力灾害特性、支护结构对动力灾害的控制效果等。

综上可知，本申请能够实现模型体制作、加载、开挖、支护、监测、分析一体化综合模拟，可用于探究深部岩体动力灾害的发生机理与防控方法。

在本发明的一个优选实施例中，还包括：

通过近域扰动模块对模型体的内部进行近域扰动；

通过远域扰动模块对模型体的外周进行远域扰动；

通过智能掘进模块51选取钻爆法掘进、综合机械化掘进和预埋构件抽出式掘进中一种或多种，以实现掘进模拟；

通过智能支护模块根据预设的支护方式进行模拟。

如图8所示的综合加卸载子***4包括近域扰动模块和远域扰动模块，近域扰动模块包括微型SHPB装置、微型自调节***装置和微型震源发生装置和微型空气炮等装置，在开挖硐室内部不同区域不同时段施加不同强度的扰动，实现对开挖硐室的多方位多时段的多强度近域扰动。即可在综合模拟试验过程中，实现多方位多强度近域扰动；远域扰动模块可以为能够产生应力波的设备，通过波动对模型体进行扰动，也可以利用产生震动波的设备对模型体进行扰动，通过在不同位置安装动力扰动装置，比如利用震源发生装置，可在进行模型体模拟硐室开挖过程中，在模型体表面不同区域不同时间施加扰动，实现多方位多强度远域扰动以及实现不同扰动状态下的加卸载试验。

智能掘进模块51可根据主机内输入的硐室轮廓、钻孔形态和***参数等具体细节，等效模拟钻爆法施工，也可在综合机械化掘进时，根据主机内输入的硐室轮廓、开挖速率，破岩效率等具体细节，等效模拟综合掘进施工；还可以在进行预埋构件抽出时模拟快速掘进，利用机械臂按照预设情况抽出预埋构件。智能掘进模块51会在完成不同工法每个循环的掘进后，利用微型清理装置，清理残渣模拟实际出渣。智能支护模块可根据实际情况，进行模型体开挖硐室等效模拟支护，可进行喷射等效强度混凝土、安装等效锚杆、安装等效钢拱架等支护方式。因此本申请的掘进支护子***5根据挖掘模式和支护方式对模型体进行掘进和支护模拟。

在本发明实施例中，术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定。术语“安装”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明实施例中的具体含义。

本发明实施例的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或单元必须具有特定的方向、以特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对本发明实施例的限制。

在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一个优选实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明实施例的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上仅为本发明实施例的优选实施例而已，并不用于限制本发明实施例，对于本领域的技术人员来说，本发明实施例可以有各种更改和变化。凡在本发明实施例的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明实施例的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种深部灾害与控制三维模拟试验***，其特征在于，包括：

框架组件（1），包括支撑柱（11）和支撑板（12），其中，所述支撑板（12）连接于所述支撑柱（11）；

自动配比子***（2），安装于所述支撑板（12）的一侧，根据预设的模型体的配比方案，将多种原材料按一定的比例进行混合以形成配比材料；

模型体制备子***（3），安装于所述支撑板（12）的另一侧，包括多个模型块（30），通过调整多个所述模型块（30）的排列方式，以形成预设的模型框架，其中，将所述配比材料注入预设的所述模型框架，以制备模型体；

转运装置，位于所述支撑板（12）的下方，用于转运所述模型体；

综合加卸载子***（4），连接于所述支撑柱（11）远离所述支撑板（12）的一侧，用于对所述转运装置转运的所述模型体进行综合加载；

掘进支护子***（5），一端连接于所述支撑柱（11），另一端位于所述综合加卸载子***（4）的外周，用于对所述模型体进行掘进、支护模拟；

智能监控装置包括彼此连接的成像组件和控制器，其中，所述成像组件用于实时监测所述模型体，并将获取的监测数据反馈给所述控制器；

其中，所述控制器用于监控所述自动配比子***（2）、所述模型体制备子***（3）、所述转运装置、所述综合加卸载子***（4）、所述掘进支护子***（5）和所述成像组件，以实现对所述模型体的制作、加载、开挖、支护、监测和分析于一体的综合模拟。

2.根据权利要求1所述的深部灾害与控制三维模拟试验***，其特征在于，所述自动配比子***（2）包括：

储料模块（21），放置于所述支撑板（12）上，包括固料储存组件（211）和液态储料仓（212），其中，所述固料储存组件（211）包括多个固态储料仓，所述固态储料仓和所述液态储料仓（212）均设有感应出料口（200）；

出料模块（22），固接于所述固态储料仓的内部，用于将固体材料推出所述固态储料仓的感应出料口（200）；

物料运输模块（23），连通所述固态储料仓的感应出料口（200）；

搅拌模块（24），包括固态材料混合仓、液态材料混合仓和固液混合仓，其中，所述固态材料混合仓连通所述物料运输模块（23），用于承接所述物料运输模块（23）输送的固态材料并混合均匀，并形成固态混合物；所述液态材料混合仓连通所述液态储料仓（212），用于承载所述液态储料仓（212）输送的液体材料并混合均匀，并形成液体混合物；所述固液混合仓连通于所述固态材料混合仓和所述液态材料混合仓之间，用于将所述固态混合物和所述液体混合物混合，以形成所述配比材料；

精准计量模块（25），包括质量计量器和液体计量器，其中，所述质量计量器连接于所述固态储料仓，且实时检测所述固态储料仓的质量变换，以测定所述固态储料仓的出料情况，所述液体计量器连接于所述液态储料仓（212），且实时检测所述液态储料仓（212）的体积变化，以测定所述液态储料仓（212）出料情况。

3.根据权利要求1所述的深部灾害与控制三维模拟试验***，其特征在于，所述模型体制备子***（3）包括：

固定框架（31），连接于所述支撑板（12）的上方；

滑移伸缩式模具（32），连接于所述固定框架（31）的内周，包括多个对应于所述模型块（30）的滑移推动装置（321），其中，所述滑移推动装置（321）的一侧连接于所述固定框架（31），另一侧连接于所述模型块（30），所述滑移推动装置（321）用于调整所述模型块（30）的位置；

烘干模块，固接于所述模型块（30）；

震动模块，连接于所述固定框架（31），以使得所述模型框架在加入所述配比材料的过程中进行晃动；

承重组件，位于所述固定框架（31）的下方，其中，所述承重组件实时检测所述固定框架（31）、所述滑移推动装置（321）、所述模型块（30）和所述模型体的重量变化，并将测量信号反馈给所述控制器，以在所述模型体的重量不变时，所述控制器控制所述模型体制备子***（3）进行脱模；

其中，所述滑移伸缩式模具（32）调整多个所述模型块（30）的排列，以形成所述模型框架，所述转运装置用于将所述配比材料加入所述模型框架，以形成所述模型体的初始形态，所述烘干模块用于烘干所述模型体的初始形态，以形成所述模型体。

4.根据权利要求3所述的深部灾害与控制三维模拟试验***，其特征在于，所述固定框架（31）包括：

矩形体架，顶部设置有固定框架导轨和滑动连接于所述固定框架导轨的固定框架滑块，所述固定框架滑块位于所述固定框架导轨的下方；

所述滑移伸缩式模具（32）还包括用于安装所述滑移推动装置（321）的安装组件，所述安装组件包括：

多个滑移伸缩式模具安装架（322），其中，一个所述滑移伸缩式模具安装架（322）固接于所述固定框架滑块，其余的所述滑移伸缩式模具安装架（322）可拆卸连接于所述矩形体架的内周。

5.根据权利要求4所述的深部灾害与控制三维模拟试验***，其特征在于，所述滑移推动装置（321）还包括：

多个伸缩组件（3211），所述伸缩组件（3211）包括固定段和可伸缩段，其中，所述固定段固接于所述滑移伸缩式模具安装架（322），所述可伸缩段的一端固接于所述固定段，且另一端沿所述固定段的轴线进行伸缩；

多个角度调整组件（3212），所述角度调整组件（3212）包括旋转气缸，其中，所述旋转气缸的壳体固接于所述可伸缩段的另一端，所述旋转气缸的另一端固接所述模型块（30）；

其中，通过多个所述伸缩组件（3211）和多个所述角度调整组件（3212）的配合，以将所述模型块（30）组装成所述模型框架。

6.根据权利要求1所述的深部灾害与控制三维模拟试验***，其特征在于，所述综合加卸载子***（4）包括：

主体装置（41），固接于所述支撑柱（11），用于支撑所述模型体，包括多个反力墙，其中，多个所述反力墙拼接组成支撑架，所述支撑架用于承载所述转运装置运转的所述模型体；

移动式液压加载装置（42），安装于所述主体装置（41），对所述模型体的不同区域施加不同荷载；

近域扰动模块，设置于所述模型体的内部，包括微型SHPB装置、微型自调节***装置和微型震源发生装置，以模拟近域冲击；

远域扰动模块，位于所述模型体的外部，且连接于所述移动式液压加载装置（42），通过产生应力波或者震动波的方式模拟远域冲击；

高地温模拟装置，连接于移动式液压加载装置（42），用于对所述模型体施加高地温。

7.根据权利要求6所述的深部灾害与控制三维模拟试验***，其特征在于，所述移动式液压加载装置（42）包括：

安装板（421），固接于所述支撑柱（11）；

动态反力安装架（422），滑动连接于所述安装板（421）；

多个液压加载组件（423），所述液压加载组件包括液压加载固定部和液压加载伸缩端，其中，所述动态反力安装架（422）开设有多个对应于所述液压加载组件（423）的安装孔，所述液压加载固定部滑动连接于安装孔，所述液压加载伸缩端的一端固接于所述液压加载固定部，所述液压加载伸缩端的另一端用于对所述模型体进行综合加载；

第一滑移组件，连接于所述动态反力安装架（422）和所述安装板（421）之间，包括第一液压加载装置导轨和第一液压加载装置滑块，其中，所述第一液压加载装置导轨安装于所述安装板（421），所述第一液压加载装置滑块设置于所述第一液压加载装置导轨上，并沿着所述第一液压加载装置导轨移动；

第二滑移组件，连接于所述动态反力安装架（422）和所述液压加载固定部之间，包括第二液压加载装置导轨和第二液压加载装置滑块，其中，所述第二液压加载装置导轨固接于所述安装孔，所述第二液压加载装置滑块滑动连接于第二液压加载装置导轨，所述液压加载固定部固接于所述第二液压加载装置滑块；

其中，通过所述第一滑移组件带动所述动态反力安装架（422）向远离所述模型体的方向运动，以减少多个所述液压加载组件（423）对所述模型体的卸压时间；通过所述第二滑移组件带动所述液压加载固定部向远离所述模型体的方向运动，以减小单个所述液压加载组件（423）对所述模型体的卸压时间。

8.根据权利要求1所述的深部灾害与控制三维模拟试验***，其特征在于，所述掘进支护子***（5）包括：

智能掘进模块（51），包括微型清理装置、机械臂以及预埋于模型体内的***装置和预埋构件，其中，所述***装置用于模拟***，所述机械臂用于对模型体进行机械掘进或对预埋构件进行抽拉，所述微型清理装置用于清理残渣，以模拟实际出渣；

智能支护模块，包括锚杆、钢拱架和混凝土储藏仓，其中，所述机械臂包括抓取部和喷射部，所述抓取部用于抓取所述锚杆或所述钢拱架，所述喷射部连通所述混凝土储藏仓，以喷射混凝土；

其中，所述机械臂与所述智能支护模块相配合，以模拟现场支护情况。

9.一种使用权利要求1至8中任一项所述的深部灾害与控制三维模拟试验***进行深部灾害与控制的三维模拟试验方法，其特征在于，包括：

确定预设的模型体的配比方案、外观尺寸、动力加载参数、挖掘模式以及支护方式；

自动配比子***（2）根据所述配比方案制备配比材料；

模型体制备子***（3）调整多个模型块（30）的排列方式，以形成对应于所述外观尺寸的模型框架；

将所述配比材料加入所述模型框架，所述模型体制备子***（3）将所述模型框架中的所述配比材料制备成所述模型体；

综合加卸载子***（4）根据所述动力加载参数对所述转运装置转运的所述模型体进行综合加载模拟；

掘进支护子***（5）根据所述挖掘模式和所述支护方式对所述模型体进行掘进和支护模拟；

成像组件实时监测所述模型体，并将获取的监测数据反馈给控制器，所述控制器对所述监测数据进行分析。

10.根据权利要求9中所述的深部灾害与控制三维模拟试验方法，其特征在于，还包括：

通过近域扰动模块对所述模型体的内部进行近域扰动；

通过远域扰动模块对所述模型体的外周进行远域扰动；

通过智能掘进模块（51）选取钻爆法掘进、综合机械化掘进和预埋构件抽出式掘进中一种或多种，以实现掘进模拟；

通过智能支护模块根据预设的支护方式进行模拟。

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