一種地下非煤礦山開拓系統(tǒng)物理仿真平臺(tái)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
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[0001]本發(fā)明涉及采礦工程，特別是一種地下非煤礦山開拓系統(tǒng)物理仿真平臺(tái)。
【背景技術(shù)】
[0002]為了開采地下礦床，需從地面掘進(jìn)一系列巷道通達(dá)礦體，使之形成完整的提升、運(yùn)輸、通風(fēng)、排水和動(dòng)力供應(yīng)等系統(tǒng)，稱之為礦床開拓。
[0003]礦山開拓系統(tǒng)是一個(gè)空間的、立體的、動(dòng)態(tài)運(yùn)行的“宏觀、巨型”系統(tǒng)。即使在生產(chǎn)現(xiàn)場，人員也只能看到系統(tǒng)的局部，無法從整體上觀察與掌握系統(tǒng)的組成與運(yùn)行。開拓系統(tǒng)在設(shè)計(jì)階段較難開展原型實(shí)驗(yàn)，只能在建成試車后，進(jìn)行局部調(diào)整。因此，當(dāng)前開拓系統(tǒng)在設(shè)計(jì)、優(yōu)化、教學(xué)、培訓(xùn)與展示方面均依賴于平面資料，如文字描述和平面圖紙。設(shè)計(jì)者與從業(yè)者需要借助一定的專業(yè)知識(shí)、抽象思維，才能建立虛擬的整體模型。開拓系統(tǒng)非常復(fù)雜，除了一些確定性數(shù)學(xué)問題之外，還有很多不確定的數(shù)學(xué)問題。虛擬仿真技術(shù)的出現(xiàn)，減少了對(duì)開拓系統(tǒng)抽象思維的難度，簡化開拓系統(tǒng)中的確定性問題，但對(duì)其中那些不確定性問題，如井底車場運(yùn)輸能力以及井底車場與提升系統(tǒng)的相互匹配等，均很難模擬。
[0004]具體來說，當(dāng)前開拓系統(tǒng)在設(shè)計(jì)、優(yōu)化、學(xué)習(xí)與交流過程中存在如下問題:
[0005]1、開拓系統(tǒng)演示和技術(shù)交流困難。
[0006]開拓系統(tǒng)屬于典型的空間立體工程，在進(jìn)行開拓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、優(yōu)化、教學(xué)與方案交流過程中，常規(guī)的平面圖紙和文字描述、靜態(tài)的三維模型無法直觀、動(dòng)態(tài)地展現(xiàn)提升系統(tǒng)的時(shí)空關(guān)系，很難生動(dòng)地表達(dá)出各方案的特點(diǎn)及優(yōu)劣，影響開拓系統(tǒng)教學(xué)和技術(shù)交流效果。
[0007]2、井底車場和提升系統(tǒng)匹配設(shè)計(jì)困難。
[0008]目前，地下非煤礦山井底車場和提升系統(tǒng)的匹配都是依據(jù)工程類比法與經(jīng)驗(yàn)公式來設(shè)計(jì)，很大程度上依賴設(shè)計(jì)者的主觀判斷。但是我國礦床賦存條件復(fù)雜多變，所以用這種方法很難準(zhǔn)確地設(shè)計(jì)與礦山生產(chǎn)能力相適應(yīng)的井底車場與提升系統(tǒng)，容易導(dǎo)致生產(chǎn)中運(yùn)輸與提升不協(xié)調(diào)，影響礦山生產(chǎn)能力和經(jīng)濟(jì)效益。
【實(shí)用新型內(nèi)容】:
[0009]針對(duì)上述存在的問題，本實(shí)用新型的目的是提供一種地下非煤礦山開拓系統(tǒng)物理仿真平臺(tái)，用其直觀、立體、動(dòng)態(tài)地展示開拓系統(tǒng)的內(nèi)部特性和運(yùn)行過程，為礦山開拓系統(tǒng)的教學(xué)演示、技術(shù)交流及檢驗(yàn)開拓系統(tǒng)設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性創(chuàng)造有利條件。
[0010]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供的地下非煤礦山開拓系統(tǒng)物理仿真平臺(tái)，包括支架，支架上有四層支撐板，通過上面三層支撐板上的預(yù)留孔、在靠近支架的一端豎直安裝并列的主井和副井，斜向安裝斜井，在支架的另一端豎直安裝風(fēng)井，風(fēng)井與副井呈對(duì)角；
[0011]在中間三層支撐板上自上而下依次鋪設(shè)折返式井底車場、盡頭式井底車場和環(huán)形式井底車場，折返式井底車場、盡頭式井底車場和環(huán)形式井底車場分別由環(huán)形巷道和安裝在環(huán)行巷道中的機(jī)車軌道及電動(dòng)機(jī)車組成，其中環(huán)形巷道與所述主井、副井、風(fēng)井和斜井相互連通；
[0012]所述主井和副井分別由礦井模型(與實(shí)際礦井按一定比例縮小)和可調(diào)速提升裝置組成；其中副井模型包括圓形井筒，井筒內(nèi)由隔板劃分成提升間、管纜間和梯子間；提升間中有由可調(diào)速提升裝置通過鋼絲繩牽引、沿罐道升降的罐籠；梯子間中設(shè)有通過梯子平臺(tái)上下接續(xù)的梯子；管纜間中有排水管和電纜管線；主井模型不設(shè)管纜間和梯子間，其余與副井模型相同；可調(diào)速提升裝置由安裝在支架最上層支撐板上的微型卷揚(yáng)機(jī)和與主井和副井上端相對(duì)應(yīng)的天輪構(gòu)成，微型卷揚(yáng)機(jī)的鋼絲繩分別繞過天輪與主井和副井中的罐籠相接;
[0013]所述折返式井底車場、盡頭式井底車場和環(huán)形式井底車場的環(huán)形巷道中分別設(shè)有由中央水泵房、水倉和水管組成的排水系統(tǒng)，礦坑水匯流至水倉，并導(dǎo)流至水泵房的吸水井中，由安裝在水泵房中的水泵水管和副井中的排水管排出地表；
[0014]為使罐籠能根據(jù)需要調(diào)節(jié)其大小尺寸，所述罐籠采取模塊式結(jié)構(gòu)，其上下左右四個(gè)側(cè)面由四個(gè)外緣帶有凹槽的L形主塊、八個(gè)帶有可與所述凹槽對(duì)接的凸緣的L形副塊、四個(gè)長條塊和八個(gè)連接塊通過隼接方式構(gòu)成。
[0015]本實(shí)用新型物理仿真平臺(tái)可展示礦山開拓系統(tǒng)的全部結(jié)構(gòu)；用其模擬礦山開拓系統(tǒng)的運(yùn)行過程，可為礦山開拓系統(tǒng)的教學(xué)和技術(shù)交流提供直觀、動(dòng)態(tài)演示，有利于提高教學(xué)質(zhì)量和技術(shù)交流效果；利用該物理仿真平臺(tái)還可檢驗(yàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)各部分的兼容性和一致性，核算礦井提升能力和通風(fēng)阻力設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性。
【附圖說明】
[0016]圖1為本實(shí)用新型的立體示意圖；
[0017]圖2為圖1中副井的結(jié)構(gòu)立體圖(局部剖視)；
[0018]圖3為圖2中罐籠的立體圖；
[0019]圖4為圖3罐籠的分解圖；
[0020]圖5為井底車場的示意圖(去掉部分巷道)，其中:
[0021]圖5(a)為盡頭式井底車場示意圖；
[0022]圖5(b)為折返式井底車場示意圖；
[0023]圖5 (C)為環(huán)形式井底車場示意圖；
[0024]圖6為井下排水系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025]圖中:I支架，2支撐板，3地表，4微型卷揚(yáng)機(jī)，5鋼絲繩，6天輪，7主井，8副井，9斜井，10風(fēng)井，11礦體，12折返式井底車場，13盡頭式井底車場，14環(huán)形式井底車場，15提升間，15-1井筒，15-2罐道梁，15-3罐道，15-4隔板，16管纜間，16-1排水管，16-2電纜管線，17梯子間，17-1梯子，17-2梯子平臺(tái)，18罐籠，18-1罐耳，18-2-L形主塊，18-3長條塊，18-4凹槽，18-5L形副塊，18-6連接塊，19機(jī)車軌道，20環(huán)形巷道，21中央水泵房，22水倉，23水管。
【具體實(shí)施方式】
[0026]以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步說明。
[0027]如圖1所示，本實(shí)用新型地下非煤礦山開拓系統(tǒng)物理仿真平臺(tái)，用不銹鋼制成方形支架1，在支架底板的上部用厚度為3mm的擠塑板制成四層支撐板2，在上面三層支撐板上通過預(yù)留孔在右端部豎直安裝并列的主井7 (模型)和副井8 (模型)，主井和副井的側(cè)部安裝斜井9 (模型)，在左端部豎直安裝風(fēng)井10 (模型)，風(fēng)井與副井呈對(duì)角狀態(tài)。在最上層支撐板的上面用厚度為3mm的擠塑板鋪設(shè)成山丘狀，鋪上草氈，形成地表3 (模型)。在中間三層支撐板上自上而下依次鋪設(shè)折返式井底車場12 (模型)、盡頭式井底車場13 (模型)和環(huán)