[发明专利]一种可模拟倾斜岩层的全自动相似模拟试验装置及方法

权利要求书

1.一种可模拟倾斜岩层的全自动相似模拟试验装置，其特征在于，它由控制系统、配料系统、传送系统、试验架、自动铲平和捣实装置、液压支撑和加载装置、自动开挖和拍照记录装置组成，其中：

所述的控制系统，专门设计控制软件，能够根据现场实际采矿、地质条件，设计模拟方案，计算配比参数，以及控制各系统自动的进行相似模拟试验；

所述的配料系统，由储料箱、阀门、管道、称重器和搅拌箱组成，完成相似模拟材料的配比称重和搅拌工作；

所述的传送系统，由皮带输送机和运料滑板组成，负责把搅拌好的相似模拟材料运送到内部试验架内；

所述的试验架，由外部固定架、内部试验架、转动轴、挡板、卡扣和垫块等构成，外部固定架为内部试验架作固定支撑，内部试验架可绕转动轴旋转一定的角度，方便铺设倾斜岩层；

所述的自动铲平和捣实装置，由铲平可伸缩千斤顶、铲平装置、水平导轨、捣实可伸缩千斤顶、捣实装置组成，该装置在试验架的两侧挡板内工作，可用于铺设各种倾角岩层，不受挡板的限制，适应性强，铲平装置带有防阻碍感应功能，捣实装置根据铲平装置运动的范围进行捣实；

所述的液压支撑和加载装置，由横向支撑千斤顶、纵向支撑千斤顶、滑移块、固定栓、铰接装置、加压千斤顶、活动梁组成，液压支撑装置用于控制内部试验架旋转一定的角度，滑移块、铰接装置和纵向支撑千斤顶连接在一起，支撑过程中滑移块在试验架底梁滑动，支撑到要求的角度后放入固定栓锁紧，保证安全，加载装置由控制系统控制加压千斤顶的压力，通过活动梁施加在模拟岩层上，模拟现场地应力条件；

所述的自动开挖和拍照记录装置，由开挖锯条、开挖装置支撑架、开挖锯条导轨和照相机组成，开挖锯条导轨可沿开挖装置支撑架滑动，满足不同倾角煤层的开挖，系统可控制开挖速度,并能控制照相机自动拍照并保存。

2.一种利用权利1要求所述的装置全自动的对倾斜岩层进行相似模拟试验的方法，其特征在于：

第一步配比称料，首先安装完毕内部试验架两侧所有挡板，然后采用相似模拟试验控制系统，输入现场地质、采矿等条件，系统自动形成模拟地层的示意图，并计算分析得各层所用相似材料配比参数和用量，通过称重器称得所需各种相似材料的重量，搅拌箱搅拌后通过皮带输送机输送到相似模拟内部试验架内；

第二步铺填相似模拟材料，系统控制纵向和横向支撑千斤顶配合运动，使内部试验架绕转动轴旋转一定的角度，用固定栓自动锁紧试验架，保证试验架平稳安全，由铲平装置把相似材料铺平，铲平装置带有防阻碍感应功能，使得装置能来回运动并每次折返后抬升一定的高度，直至相似材料完全铺平，捣实装置根据铲平装置的运动范围进行捣实，每一层被捣实后铺云母片作为隔层，然后根据需要调整机架角度后，重复以上动作，直至内部试验架铺满；

第三步液压加载，系统控制加压千斤顶，根据现场地应力条件，模拟地应力条件对铺填好的相似模拟材料加压，保持加载2-3天后，从上向下间隔拆除前后挡板，间隔2-3天后，拆除剩余前后挡板；

第四步开挖拍照，系统控制开挖装置按设定的速度开挖，在不同的开挖阶段控制照相机拍照记录岩层破坏情况。