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原文传递一种模拟开挖箱装置、模拟实验设备及模拟实验方法

专利名称：	一种模拟开挖箱装置、模拟实验设备及模拟实验方法
摘要：	本发明公开了一种模拟开挖箱装置，包括模拟开挖箱和升降机构；模拟开挖箱包括箱体底板和连接在箱体底板的四周的箱体侧板，箱体顶板与四周的箱体侧板接触并能够上下滑动；箱体侧板包括与箱体底板固定连接的底部挡板和铰接在底部挡板的顶端上并能够翻转的顶部挡板；升降机构安装在箱体底板上，且升降机构支撑箱体顶板。本发明还公开了一种模拟实验设备及模拟实验方法。本发明公开的模拟开挖箱装置、模拟实验设备及模拟实验方法，较好了解决了三维模型内部空间无损开挖的效果，开挖过程通过向下移动箱体顶板，使得顶部挡板在煤层相似层的压力下向内翻转，与现场的煤层开挖方式基本一致，提高了实验结果的准确性。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	北京;11
申请人：	国家能源投资集团有限责任公司
发明人：	吴宝杨;李鹏;郭阳楠;虎晓龙;李全生;方杰;张凯;张勇;蒋斌斌;郭强;郭俊廷;刘新杰
专利状态：	有效
申请日期：	2019-05-08T00:00:00+0800
发布日期：	2019-08-02T00:00:00+0800
申请号：	CN201910378705.X
公开号：	CN110082504A
代理机构：	北京邦信阳专利商标代理有限公司
代理人：	黄泽雄
分类号：	G01N33/24(2006.01);G;G01;G01N;G01N33
申请人地址：	100011 北京市东城区安外西滨河路22号
主权项：	1.一种模拟开挖箱装置，其特征在于，包括模拟开挖箱和用于带动所述模拟开挖箱的箱体顶板上下移动的升降机构；所述模拟开挖箱还包括箱体底板和连接在所述箱体底板的四周的箱体侧板，所述箱体顶板与四周的所述箱体侧板接触并能够上下滑动；所述箱体侧板包括与所述箱体底板固定连接的底部挡板和铰接在所述底部挡板的顶端上并能够翻转的顶部挡板；所述升降机构安装在所述箱体底板上，且所述升降机构支撑所述箱体顶板；所述箱体顶板在所述模拟开挖箱内具有第一位置和第二位置；在所述箱体顶板处于所述第一位置时，所述箱体顶板与所述顶部挡板接触；每块所述顶部挡板都向上延伸，并分别与对应的所述底部挡板处于同一平面内；在所述箱体顶板处于所述第二位置时，所述箱体顶板与所述底部挡板接触；每块所述顶部挡板都朝向所述模拟开挖箱的内侧翻转。 2.根据权利要求1所述的模拟开挖箱装置，其特征在于，所述升降机构包括升降架和用于牵引所述升降架升降的牵引杆；所述升降架包括第一转轴、第二转轴和第三转轴，所述第二转轴位于所述第一转轴与所述第三转轴之间，且所述第二转轴通过连接杆分别与所述第一转轴和所述第三转轴连接；所述第一转轴通过固定卡头与所述箱体底板固定连接，所述第二转轴支撑在所述箱体顶板的下方；在所述第三转轴上设置有底部滑块，在所述箱体底板上设置有底板滑槽，所述底板滑槽沿着从所述第三转轴至所述第一转轴的方向延伸，所述底部滑块可滑动地配置所述底板滑槽内；所述牵引杆沿着所述底板滑槽的方向延伸，所述牵引杆的一端与所述第三转轴连接，其另一端伸出于一块所述底部挡板的外侧。 3.根据权利要求2所述的模拟开挖箱装置，其特征在于，在所述箱体顶板的下表面上设置有与所述底板滑槽平行的顶板滑槽；在所述第二转轴上设置有顶部滑块，所述顶部滑块可滑动地配置在所述顶板滑槽内。 4.根据权利要求2所述的模拟开挖箱装置，其特征在于，所述牵引杆可滑动地配置在所述底板滑槽内，且所述牵引杆通过所述底部滑块与所述第三转轴连接。 5.根据权利要求2所述的模拟开挖箱装置，其特征在于，所述牵引杆上远离所述第三转轴的一端上设置有螺纹部，在所述螺纹部螺纹连接有调节螺母。 6.根据权利要求2所述的模拟开挖箱装置，其特征在于，所述升降机构包括两个以上的升降架；所述牵引杆与每个所述升降架中的所述第三转轴连接。 7.根据权利要求2所述的模拟开挖箱装置，其特征在于，所述箱体顶板和所述箱体侧板都为钢化玻璃。 8.根据权利要求7所述的模拟开挖箱装置，其特征在于，在所述箱体顶板的下方设置有多个摄像头，所述摄像头朝向所述箱体顶板的上方。 9.根据权利要求1-8中任一项所述的模拟开挖箱装置，其特征在于，包括多个依次紧挨在一起的所述模拟开挖箱，每个所述模拟开采箱中都配置有一个所述升降机构。 10.一种用于模拟煤层开挖的模拟实验设备，包括实验箱，在所述实验箱内从下向上依次布置有底板相似层、位于所述底板相似层上的煤层相似层和位于所述煤层相似层上的顶板相似层；其特征在于，还包括权利要求1-9中任一项所述的模拟开挖箱装置；在所述底板相似层面向所述煤层相似层的一侧设置有底板凹槽，在所述煤层相似层上对应所述底板凹槽的位置设置有煤层通孔；所述箱体底板安装在所述底板凹槽的底部，所述底部挡板位于所述底板凹槽内，且所述底部挡板的外表面与所述底板相似层接触；其中，在所述所述箱体顶板处于所述第一位置时，所述箱体顶板的四周与所述顶部挡板接触，所述箱体顶板的顶面与所述顶板相似层的底面接触，所述顶部挡板位于所述煤层通孔内，且所述顶部挡板的外表面与所述煤层相似层接触；在所述箱体顶板处于所述第二位置时，所述箱体顶板与所述底部挡板接触，每块所述顶部挡板都朝向所述模拟开挖箱的内侧翻转，所述煤层相似层垮落在所述顶部挡板和所述箱体顶板的上方。 11.根据权利要求10所述的模拟实验设备，其特征在于，所述顶部挡板的高度与所述煤层相似层的厚度一致；所述顶部挡板与所述底部挡板的铰接点处于所述煤层相似层与所述底板相似层的分界线上。 12.一种采用权利要求10-11所述的模拟实验设备进行开挖煤层模拟实验的模拟实验方法，其特征在于，包括如下步骤： S001：通过升降机构带动箱体顶板从第一位置移动至第二位置； S002：在煤层相似层的压力下，每块顶部挡板都朝向模拟开挖箱的内侧翻转； S003：通过摄像头记录煤层相似层垮落时的数据，并将数据输出至外部控制系统。
所属类别：	发明专利