CN205404270U - 一种三维透明相似模拟试验台 - Google Patents
一种三维透明相似模拟试验台 Download PDFInfo
- Publication number
- CN205404270U CN205404270U CN201620138779.8U CN201620138779U CN205404270U CN 205404270 U CN205404270 U CN 205404270U CN 201620138779 U CN201620138779 U CN 201620138779U CN 205404270 U CN205404270 U CN 205404270U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- simulation
- rock stratum
- lucite
- organic glass
- mark
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000004088 simulation Methods 0.000 title claims abstract description 47
- 238000012360 testing method Methods 0.000 title claims abstract description 33
- 239000011435 rock Substances 0.000 claims abstract description 34
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims abstract description 12
- 239000004575 stone Substances 0.000 claims abstract description 8
- 229920005479 Lucite® Polymers 0.000 claims description 30
- 239000004926 polymethyl methacrylate Substances 0.000 claims description 30
- OSGAYBCDTDRGGQ-UHFFFAOYSA-L calcium sulfate Chemical compound [Ca+2].[O-]S([O-])(=O)=O OSGAYBCDTDRGGQ-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 15
- 238000005065 mining Methods 0.000 claims description 10
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 238000003325 tomography Methods 0.000 claims description 9
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 2
- 239000003086 colorant Substances 0.000 claims 1
- 239000003245 coal Substances 0.000 abstract description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 6
- 238000000605 extraction Methods 0.000 abstract description 5
- 229910052602 gypsum Inorganic materials 0.000 abstract 2
- 239000010440 gypsum Substances 0.000 abstract 2
- 239000008187 granular material Substances 0.000 abstract 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 7
- 238000003556 assay Methods 0.000 description 4
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 2
- 239000012237 artificial material Substances 0.000 description 1
- 238000009412 basement excavation Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000001066 destructive effect Effects 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000013401 experimental design Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Management, Administration, Business Operations System, And Electronic Commerce (AREA)
- Investigation Of Foundation Soil And Reinforcement Of Foundation Soil By Compacting Or Drainage (AREA)
Abstract
一种三维透明相似模拟试验台。它采用有机透明玻璃加工制成有机玻璃箱体，有机玻璃箱体内逐层铺设散体石子用来模拟岩层，各分层石子颜色及颗粒大小不同以区分不同的模拟岩层，在有机玻璃箱体内靠近箱体内壁处放置断层、标志块和标志球，在有机玻璃箱体内最上层铺设石膏模拟地表裂缝，抽取试验台底部的有机玻璃条模拟煤层的开采，观察模拟岩层、标志块、标志球、断层和石膏等的变化情况，并用相机三个角度拍摄模拟岩层的三维变化情况。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种三维透明相似模拟试验台，属于矿山工程技术领域。
背景技术
采矿工程领域中，随着煤炭的采出，破坏了原有岩层的应力平衡，岩层在外部扰动、地应力或施加外力等作用下，上覆岩层发生移动、变形和破坏，研究岩层的破裂和移动及围岩的应力分布、位移变化等物理力学特性的变化规律是采矿工程领域的一个重要课题，更是保证采矿安全生产的重要保证。由于采矿地质条件的复杂多变，采矿工程力学问题影响因素众多，而且各矿山的开采技术复杂多变，有些问题单凭计算机数值模拟并不能完整准确的反映采矿过程中由于采动而引起的岩层运动，现场实测周期长、耗费大，因此对矿山压力及岩层移动的研究难以全面的开展。
相似模拟试验用人工材料，按矿山实际原型，遵循一定比例缩小做成模型，然后在模型中模拟采场工作，观察岩层的移动、变形和破坏等情况，推测现场原型中发生的情况。所以相似模拟实验凭借在反采动过程中岩层运动的准确可靠方面的优势，在采矿工程领域占有重要的地位。
传统的相似模拟试验装置大多是模拟二维地层，少数可模拟三维地层的相似模拟试验装置，它们机构复杂，试验台体积庞大，一次试验耗费巨大，且试验效果直观性差。因此现有的相似模拟试验装置在一定程度难以满足实际的需要。
针对上述问题，如何改进现有的相似模拟试验装置，使其三维模拟试验效果更加直观，试验台简单可靠易操作，试验成本低，成为亟待解决的问题。有必要寻求一款更好的相似模拟试验台来满足实际需要。
发明内容
为了解决现有的三维相似模拟试验台机构复杂，体积庞大，试验效果直观性差，试验成本高等缺点。本实用新型提供了一种三维透明相似模拟试验台，该仪器构造简单，人工操作便捷，试验效果直观，试验成本低。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种三维透明相似模拟试验台，采用有机透明玻璃加工制成有机玻璃箱体，在有机玻璃箱体下方正反两侧留设长方形孔，放置有机玻璃条用来模拟煤层的开采，有机玻璃箱体内逐层铺设散体石子用来模拟岩层，各分层石子颜色及颗粒大小不同以区分不同的模拟岩层，在有机玻璃箱体内靠近箱体内壁处放置断层、标志块和标志球，在有机玻璃箱体内最上层铺设石膏并在石膏层上部放置重铁块，抽出有机玻璃条，观察模拟岩层、标志块、标志球、断层和石膏等的变化情况，并用相机三个角度拍摄模拟岩层的三维变化情况。
本实用新型的有益效果：
1、本实用新型采用透明有机玻璃加工制作的有机玻璃箱体进行三维相似模拟试验，通过设立标志块、标志球、断层和石膏等标志物，试验效果直观可见，可用作教学展示。
2、本实用新型采用铺设散体石子模拟岩层，试验操作简单易行，工程量小，实验材料石子在一次试验后可经过分拣后重复使用，试验成本低。采用有机玻璃条的抽取模拟煤层的开采，可以模拟不同的开采步距、开采厚度，试验台适应性好。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型一种三维透明相似模拟试验台进行描述和说明。
图1为本实用新型的主视图。
图2为试验台的左视图。
图3为试验台的俯视图。
图4为本实用新型的试验效果示意图。
图中1.重铁块，2.标志块，3.标志球，4.断层，5.有机玻璃条，6.相机，7.相机支撑板，8.石膏，9.模拟岩层，10.有机玻璃箱体，11.箱体底座，12.相机支架，13.垮落岩层。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的实施例作进一步说明。
在图1中，有机玻璃箱体(10)固定在箱体底座(11)上，在有机玻璃箱体(10)下方留设的长方形孔处，放置三层有机玻璃条(5)模拟煤层的开采，有机玻璃条(5)上部逐层铺设模拟岩层(9)，在靠近有机玻璃箱体(10)内壁处合适地点放置标志块(2)、标志球(3)、断层(4)等标志物，在模拟岩层(9)最上层铺设石膏(8)，在石膏(8)之上沿有机玻璃箱体(10)内壁四周放置重铁块(1)，依次抽取有机玻璃条(5)模拟煤层的采出，观察上方模拟岩层(9)和各标志物的变化情况，并由相机(6)在正面，侧面和上部三个角度记录模拟岩层(9)和各标志物的变化。
在图1中相机支撑板(7)和相机支架(12)分别为相机在有机玻璃箱体(10)上部和正、侧面的支撑装置，其中相机支撑板(7)可在有机玻璃箱体(10)上部自由取下，方便模拟岩层(9)的铺设。
在图4中垮落岩层(13)为上部模拟岩层(9)在有机玻璃条(5)抽出后，垮落破坏充填有机玻璃条(5)原有空间后的状态。通过观察记录标志块(2)的错断分离，标志球(3)的移动轨迹，断层(4)的滑移错动，石膏(8)的断裂弯曲，模拟岩层(9)的弯曲沉降等因素，反映因采矿造成的上覆岩层移动、变形、破坏过程。
一种利用本实用新型的装置进行相似模拟试验，方法是：
第一步试验设计。根据现场实际情况，设计模拟岩层(9)的分层数和各分层厚度，断层(4)的摆放位置及角度，标志块(2)和标志球(3)的摆放位置，有机玻璃条(5)的抽取层数和抽取步距。
第二步铺填相似模拟材料、加标志物。在有机玻璃箱体(10)内有机玻璃条(5)上方逐层铺设模拟岩层(9)，并在合适的位置摆放标志块(2)、标志球(3)、断层(4)等标志物，在模拟岩层的最上方铺设一层石膏(8)，并在石膏(8)之上放置重铁块(1)施加压力。
第三步模拟开挖。待石膏(8)凝固硬化后，按设计依次抽取有机玻璃条(5)，观察并用相机(6)多角度记录模拟岩层(9)及各标志物受采动引起的的变化情况。
第四步试验台整理。试验完成后，模拟岩层用的石子从有机玻璃箱体(10)下方留设的长方形孔中放出，分类整理，方便下次使用。
Claims (2)
1.一种三维透明相似模拟试验台，其特征是：有机玻璃箱体内模拟岩层由不同颜色、不同颗粒大小的散体石子组成，在有机玻璃箱体内靠近箱体内壁处放置断层、标志块和标志球，在模拟岩层上方铺设石膏，石膏上部放置重铁块，试验台底部设置有机玻璃条，在有机玻璃箱体正面、侧面和上面设置三个相机。
2.根据权利要求1所述的试验台，其特征是：采用有机透明玻璃加工制作成有机玻璃箱体，采用三层宽度不等的有机玻璃条模拟煤层开采。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201620138779.8U CN205404270U (zh) | 2016-02-24 | 2016-02-24 | 一种三维透明相似模拟试验台 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201620138779.8U CN205404270U (zh) | 2016-02-24 | 2016-02-24 | 一种三维透明相似模拟试验台 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN205404270U true CN205404270U (zh) | 2016-07-27 |
Family
ID=56445929
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201620138779.8U Expired - Fee Related CN205404270U (zh) | 2016-02-24 | 2016-02-24 | 一种三维透明相似模拟试验台 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN205404270U (zh) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106323658A (zh) * | 2016-08-24 | 2017-01-11 | 鞍钢集团矿业有限公司 | 一种模拟铁矿露天转地下开采诱发岩层移动的装置及方法 |
| CN106448419A (zh) * | 2016-12-15 | 2017-02-22 | 盐城工学院 | 一种土工合成材料拉拔试验的演示装置 |
| CN106644732A (zh) * | 2016-10-14 | 2017-05-10 | 宋俊生 | 顶板垮落监测试验*** |
| CN106896024A (zh) * | 2017-03-31 | 2017-06-27 | 浙江工业大学 | 一种具备3d观测功能的显微压缩测试*** |
| CN106898232A (zh) * | 2017-04-26 | 2017-06-27 | 中国矿业大学(北京) | 综放开采煤岩分界面3d“扫描+打印”实验台及方法 |
| CN108659439A (zh) * | 2018-06-14 | 2018-10-16 | 山东科技大学 | 一种可视化相似模拟材料及其制备方法 |
| CN111312052A (zh) * | 2020-04-02 | 2020-06-19 | 中国矿业大学(北京) | 一种模拟采矿岩层运动的实验平台及实验方法 |
| CN112285277A (zh) * | 2020-09-16 | 2021-01-29 | 煤炭科学技术研究院有限公司 | 一种煤与瓦斯突出煤体示踪及洞穴形体发育的测试方法 |
| CN113776948A (zh) * | 2021-08-06 | 2021-12-10 | 中国地质大学（武汉） | 一种模拟内衬管均布外压屈曲失效的试验装置及方法 |
| CN114217050A (zh) * | 2021-12-10 | 2022-03-22 | 国家能源投资集团有限责任公司 | 一种煤层相似开采模拟装置及煤层相似开采模拟实验方法 |
-
2016
- 2016-02-24 CN CN201620138779.8U patent/CN205404270U/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106323658B (zh) * | 2016-08-24 | 2018-07-27 | 鞍钢集团矿业有限公司 | 一种模拟铁矿露天转地下开采诱发岩层移动的装置及方法 |
| CN106323658A (zh) * | 2016-08-24 | 2017-01-11 | 鞍钢集团矿业有限公司 | 一种模拟铁矿露天转地下开采诱发岩层移动的装置及方法 |
| CN106644732B (zh) * | 2016-10-14 | 2023-12-05 | 宋世元 | 顶板垮落监测试验*** |
| CN106644732A (zh) * | 2016-10-14 | 2017-05-10 | 宋俊生 | 顶板垮落监测试验*** |
| CN106448419A (zh) * | 2016-12-15 | 2017-02-22 | 盐城工学院 | 一种土工合成材料拉拔试验的演示装置 |
| CN106896024A (zh) * | 2017-03-31 | 2017-06-27 | 浙江工业大学 | 一种具备3d观测功能的显微压缩测试*** |
| CN106898232A (zh) * | 2017-04-26 | 2017-06-27 | 中国矿业大学(北京) | 综放开采煤岩分界面3d“扫描+打印”实验台及方法 |
| CN108659439A (zh) * | 2018-06-14 | 2018-10-16 | 山东科技大学 | 一种可视化相似模拟材料及其制备方法 |
| CN111312052B (zh) * | 2020-04-02 | 2023-09-15 | 中国矿业大学(北京) | 一种模拟采矿岩层运动的实验平台及实验方法 |
| CN111312052A (zh) * | 2020-04-02 | 2020-06-19 | 中国矿业大学(北京) | 一种模拟采矿岩层运动的实验平台及实验方法 |
| CN112285277A (zh) * | 2020-09-16 | 2021-01-29 | 煤炭科学技术研究院有限公司 | 一种煤与瓦斯突出煤体示踪及洞穴形体发育的测试方法 |
| CN113776948A (zh) * | 2021-08-06 | 2021-12-10 | 中国地质大学（武汉） | 一种模拟内衬管均布外压屈曲失效的试验装置及方法 |
| CN114217050A (zh) * | 2021-12-10 | 2022-03-22 | 国家能源投资集团有限责任公司 | 一种煤层相似开采模拟装置及煤层相似开采模拟实验方法 |
| CN114217050B (zh) * | 2021-12-10 | 2024-02-09 | 国家能源投资集团有限责任公司 | 一种煤层相似开采模拟装置及煤层相似开采模拟实验方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN205404270U (zh) | 一种三维透明相似模拟试验台 | |
| CN204791743U (zh) | 一种近距煤层保水采煤三维相似模拟试验*** | |
| CN104952345B (zh) | 走滑构造物理模拟实验装置及其操作方法 | |
| CN107192810B (zh) | 采动覆岩破断型式及运动特征的三维多功能实验平台及试验方法 | |
| Barton et al. | Anisotropy is everywhere, to see, to measure, and to model | |
| CN102182509B (zh) | 充填开采三维模拟试验装置及方法 | |
| CN106226494B (zh) | 一种矿体开采扰动围岩导致透水的相似物理模拟试验装置 | |
| CN105223337B (zh) | 采空区裂隙圈形态的三维模拟方法 | |
| CN103837360B (zh) | 一种隧道管棚施工法模拟开挖装置及其实施方法 | |
| CN105116101A (zh) | 一种矿井灾害预防与控制模拟试验***及其使用方法 | |
| CN104897872B (zh) | 封闭采空区瓦斯三维渗流模拟装置及其模拟方法 | |
| CN105092816A (zh) | 一种三维多煤层开采相似材料模型实验*** | |
| CN107907180A (zh) | 封闭式煤矿地下水库相似模拟试验装置及方法 | |
| CN105137031A (zh) | 一种模拟采空区沉降机制的试验装置和试验方法 | |
| CN103866736B (zh) | 一种矿震对煤矿地下水库影响的物理模拟试验***及方法 | |
| CN108760370B (zh) | 多角度倾斜岩层巷道支护相似模拟试验装置及试验方法 | |
| CN211602719U (zh) | 一种多功能顶底板突水的采场矿压三维物理模拟试验平台 | |
| Ringrose et al. | Building confidence in CO2 storage using reference datasets from demonstration projects | |
| CN204925064U (zh) | 一种矿井灾害预防与控制模拟试验*** | |
| CN104965058A (zh) | 滑动构造带下覆岩反倾垮落相似模拟试验装置及方法 | |
| CN103061774A (zh) | 一种盾构隧道施工环境模拟装置 | |
| CN109238761A (zh) | 一种模拟深部条件下的巷道试验的模型试验方法及其装置 | |
| CN202230077U (zh) | 煤矿采场固-液-气三相介质耦合作用模拟实验装置 | |
| CN204844404U (zh) | 基于3d打印快速成型技术的相似模拟实验*** | |
| CN106898231A (zh) | 一种采空区充填模拟实验装置及操作方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20160727 Termination date: 20170224 |
|
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |