本發(fā)明屬于模擬礦山放礦技術領域，特別涉及一種自動調整高度的室內模擬放礦裝置及方法。

背景技術：

無底柱分段崩落采礦法分段高度的大小對生產效率與生產成本、損失率與貧化率的影響很大。室內模擬放礦實驗是進行采礦方法結構參數(shù)優(yōu)化、研究分段高度的大小在生產過程中對生產效率與生產成本、損失率與貧化率的影響的重要手段。

傳統(tǒng)的無底柱分段崩落采礦法室內放礦實驗裝置，是根據(jù)特定的無底柱分段崩落采礦法采場結構參數(shù)進行設計與制作的，當分段高度等參數(shù)發(fā)生變化時，就需要重新設計與制作實驗裝置，尤其是進行分段高度優(yōu)化選擇時，需要制作多套實驗裝置來完成一系列的實驗。

這種傳統(tǒng)的室內放礦實驗裝置存在有以下方面的問題：

(1)分段高度不能根據(jù)需要進行調整，分段高度發(fā)生變化時，原來的實驗裝置廢棄，不能繼續(xù)使用，造成材料浪費。

(2)重新制作實驗裝置工作量大、浪費材料，且導致整個實驗時間延長。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服傳統(tǒng)室內放礦實驗裝置存在的問題，提供一種自動調整高度的室內模擬放礦裝置及方法。該裝置所用的箱體為插入式結構，通過數(shù)臺螺桿(絲杠)升降機的同步升降控制上箱體的上下移動，實現(xiàn)實驗裝置箱體高度變化，達到不必重新制作實驗裝置既能調整無底柱分段崩落法實驗分段高度的目的。

一種自動調整高度的室內模擬放礦裝置，由上箱體、下箱體和升降控制系統(tǒng)組成；

其中，所述上箱體由四個側壁組成，無頂蓋和箱底；所述下箱體由四個側壁組成，無頂蓋和箱底，并且在所述下箱體的底部設有數(shù)個放礦底部結構；所述上箱體的底端由下箱體的頂部插入下箱體；

所述升降控制系統(tǒng)與所述上箱體固定連接；

所述升降控制系統(tǒng)為升降機；

較好的，上述裝置還設有底座，所述下箱體設置于所述底座上；

較好的，上述裝置的上箱體上部與用于加固上箱體側壁的加固部件固定連接；下箱體的下部與用于加固下箱體側壁的加固部件固定連接；

較好的，上述裝置中所述升降機為四臺相同的蝸輪蝸桿絲杠升降機，所述蝸輪蝸桿絲杠升降機由螺桿(絲杠)、升降螺母和蝸輪機組成，所述蝸輪機安裝于地面，四臺蝸輪機分布于所述下箱體的四周，所述的螺桿(絲杠)插裝于蝸輪機內并且與下箱體的四個側壁平行，所述升降螺母套裝于所述螺桿(絲杠)；所述螺桿(絲杠)在蝸輪機的驅動下轉動，帶動螺桿(絲杠)上的升降螺母實現(xiàn)上下運動；

所述上箱體上邊沿的四個角各設有一塊連接板，所述連接板與相鄰的蝸輪蝸桿絲杠升降機的升降螺母通過螺栓固定；

所述的四臺升降機共用一個電機，電機通過聯(lián)軸器與其中的一臺蝸輪蝸桿絲杠升降機的蝸輪機相連，所述的與電機連接的蝸輪蝸桿絲杠升降機通過傳動連桿與第二臺蝸輪蝸桿絲杠升降機的蝸輪機相連；所述的第二臺蝸輪蝸桿絲杠升降機通過兩端帶有轉向器的傳動連桿與第三臺蝸輪蝸桿絲杠升降機的蝸輪機相連；所述的第三臺蝸輪蝸桿絲杠升降機通過傳動連桿與第四臺蝸輪蝸桿絲杠升降機的蝸輪機相連，實現(xiàn)四臺螺桿(絲杠)升降機的同步運轉，并通過螺桿(絲杠)的轉動帶動螺桿(絲杠)上的升降螺母實現(xiàn)同時上下移動，從而帶動上箱體平穩(wěn)的上下移動；或者，所述電機通過聯(lián)軸器與一根傳動連桿連接，所述的傳動連桿的兩端各連有一個轉向器，每個所述的轉向器再連接一根同步傳動連桿，每根所述的同步傳動連桿與兩個蝸輪機連接，實現(xiàn)四臺螺桿升降機的同步運轉，并通過螺桿的轉動帶動螺桿上的升降螺母實現(xiàn)同時上下移動，從而帶動上箱體平穩(wěn)的上下移動。

所述的升降控制系統(tǒng)為由同一液壓動力源控制的四臺同型號、同規(guī)格的液壓缸，所述上箱體上邊沿的四個角各設有一塊連接板，所述液壓缸的活塞桿的頂端與所述連接板固定連接，從而由液壓缸控制上箱體實現(xiàn)同時上下移動；

較好的，所述放礦底部結構由數(shù)個桃形礦柱與出礦巷道組成，所述桃形礦柱與出礦巷道相互間隔并且緊密連接。

一種自動調整高度的室內模擬放礦方法，采用了上述自動調整高度的室內模擬放礦裝置，包括如下步驟：

當所述升降控制系統(tǒng)為蝸輪蝸桿絲杠升降機時：

第一步，根據(jù)需模擬的無底柱分段崩落法采場結構參數(shù)，計算上箱體和下箱體所需尺寸，選擇升降控制系統(tǒng)，并組裝裝置；

第二步，調整所述上箱體即分段高度；

當上箱體高度需要增加時，開啟電機，使其正轉，四臺蝸輪蝸桿絲杠升降機在電機作用下，實現(xiàn)螺桿(絲杠)的逆時針旋轉，帶動升降螺母向上運動，升降螺母通過連接板帶動上箱體上移，達到需要高度時，關閉電機電源；

當上箱體高度需要降低時，開啟電機，使其反轉，四臺蝸輪蝸桿絲杠升降機在電機的作用下，實現(xiàn)螺桿(絲杠)的順時針旋轉，帶動升降螺母向下運動，升降螺母通過連接板帶動上箱體下移，達到需要高度時，關閉電機電源；

第三步，當上、下箱體的組合高度達到擬實驗的分段高度后，即可對模型箱進行礦石填裝，進行放礦實驗；

第四步，當某一分段高度的放礦實驗結束后，進行下一分段高度參數(shù)的實驗，即重新執(zhí)行第二步至第三步的操作再次進行放礦實驗，直到完成擬實驗的不同分段高度參數(shù)的全部放礦實驗；

當所述升降控制系統(tǒng)為液壓缸時：

第一步，根據(jù)需模擬的無底柱分段崩落法采場結構參數(shù)，計算上箱體和下箱體所需尺寸，選擇升降控制系統(tǒng)，并組裝裝置；

第二步，當上箱體高度需要增加時，開啟液壓動力源帶動液壓缸的活塞桿向上移動，活塞桿通過連接板帶動上箱體上移，達到需要高度時，關閉液壓動力源；

當上箱體高度需要降低時，打開液壓缸的液壓閥，活塞桿向下移動，活塞桿通過連接板帶動上箱體下移，達到需要高度時，關閉液壓閥；

第三步，上、下箱體的組合高度達到擬實驗的分段高度后，即可對模型箱進行礦石填裝，進行放礦實驗；

第四步，當某一分段高度的放礦實驗結束后，進行下一分段高度參數(shù)的實驗，即重新執(zhí)行第二步至第三步的操作再次進行放礦實驗，直到完成擬實驗的不同分段高度參數(shù)的全部放礦實驗。

與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的優(yōu)勢在于：

1、能夠有效解決箱體高度的變化調整問題，可實現(xiàn)根據(jù)無底柱分段崩落采礦法室內放礦實驗需要對分段高度參數(shù)進行任意調整。

2、解決了傳統(tǒng)的放礦實驗中分段高度變化時，重復實驗需反復制作實驗裝置的問題，避免了重新制作實驗裝置存在的浪費時間、浪費材料等問題。

3、采用上箱體升降裝置，能夠方便快捷地實現(xiàn)組合箱體高度調整，有利于減輕實驗人員的體力勞動強度。

附圖說明

圖1、本發(fā)明放礦裝置的結構示意圖；

圖2、圖1的俯視示意圖；

1、上箱體，2、下箱體，3、底座，4、蝸輪蝸桿絲杠升降機，5、桃形礦柱，6、電機，7、連接板，8、出礦巷道；

41、螺桿(絲杠)，42、升降螺母，43、蝸輪機，61、1號傳動連桿；62、2號傳動連桿，63、3號傳動連桿，64、轉向器。

具體實施方式

實施例1

一種自動調整高度的室內模擬放礦裝置，由上箱體1、下箱體2、底座3和升降控制系統(tǒng)組成，所述升降控制系統(tǒng)為升降機，所述下箱體設置于所述底座3上；

其中，所述上箱體1由沒有頂蓋與箱底的四個側壁組成，所述下箱體2由沒有頂蓋與箱底的四個側壁組成，并且在所述下箱體內設有放礦底部結構，所述放礦底部結構由桃形礦柱5和出礦巷道8組成，所述桃形礦柱5和出礦巷道8相互間隔并且緊密排列放置于下箱體的底部；所述上箱體1的底端由下箱體2的頂部插入下箱體2；

所述升降機與所述上箱體1固定連接；

所述升降機為四臺相同的蝸輪蝸桿絲杠升降機4，所述蝸輪蝸桿絲杠升降機4由螺桿(絲杠)41、升降螺母42和蝸輪機43組成，所述四臺蝸輪機43安裝于地面，分布于下箱體2的四周，所述的螺桿(絲杠)41插裝于蝸輪機43內并且與下箱體2的四條豎邊平行，所述升降螺母42套裝于所述螺桿(絲杠)41上；所述螺桿(絲杠)41在蝸輪機43的驅動下轉動，帶動螺桿(絲杠)41上的升降螺母42實現(xiàn)上下運動；

所述上箱體上邊沿的四個角各設有一塊連接板7，所述連接板7與相鄰的蝸輪蝸桿絲杠升降機4的升降螺母41通過螺栓固定；

所述的四臺升降機共用一個電機6，電機6通過聯(lián)軸器與其中的一臺蝸輪蝸桿絲杠升降機4的蝸輪機43相連，所述的與電機連接的蝸輪蝸桿絲杠升降機通過1號傳動連桿61與第二臺蝸輪蝸桿絲杠升降機的蝸輪機43相連；所述的第二臺蝸輪蝸桿絲杠升降機通過兩端帶有轉向器64的2號傳動連桿62與第三臺蝸輪蝸桿絲杠升降機的蝸輪機43相連；所述的第三臺蝸輪蝸桿絲杠升降機通過3號傳動連桿63與第四臺蝸輪蝸桿絲杠升降機的蝸輪機43相連，實現(xiàn)四臺蝸輪蝸桿絲杠升降機的同步運轉，并通過螺桿(絲杠)的轉動帶動螺桿(絲杠)上的升降螺母實現(xiàn)同時上下移動，從而帶動上箱體平穩(wěn)的上下移動。

在使用本裝置時：

第一步，根據(jù)需模擬的無底柱分段崩落法采場結構參數(shù)，計算上箱體和下箱體所需尺寸，選擇升降控制系統(tǒng)，并組裝裝置；

第二步，調整所述上箱體即分段高度；

當上箱體高度需要增加時，開啟電機，使其正轉，四臺蝸輪蝸桿絲杠升降機在電機作用下，實現(xiàn)螺桿(絲杠)的逆時針旋轉，帶動升降螺母向上運動，升降螺母通過連接板帶動上箱體上移，達到需要高度時，關閉電機電源；

當上箱體高度需要降低時，開啟電機，使其反轉，四臺蝸輪蝸桿絲杠升降機在電機的作用下，實現(xiàn)螺桿(絲杠)的順時針旋轉，帶動升降螺母向下運動，升降螺母通過連接板帶動上箱體下移，達到需要高度時，關閉電機電源；

第三步，上、下箱體的組合高度達到擬實驗的分段高度后，即可對模型箱進行礦石填裝，進行放礦實驗；

第四步，當某一分段高度的放礦實驗結束后，重新執(zhí)行第二步至第三步的操作再次進行放礦實驗，直到完成擬實驗的不同分段高度參數(shù)的全部放礦實驗。

實施例2

本裝置與實施例1中的裝置的結構相同，區(qū)別在于：

所述的四臺升降機共用一個電機，所述電機通過聯(lián)軸器與一根傳動連桿連接，所述的傳動連桿的兩端各連有一個轉向器，每個所述的轉向器再連接一根同步傳動連桿，每根所述的同步傳動連桿與兩個蝸輪機連接。

實施例3

本裝置與實施例1中的裝置的結構相同，區(qū)別在于：

所述的升降控制系統(tǒng)為由同一液壓動力源控制的四臺同型號、同規(guī)格的液壓缸，所述上箱體上邊沿的四個角各設有一塊連接板，所述液壓缸的活塞桿的頂端與所述連接板固定連接，從而由液壓缸控制上箱體實現(xiàn)同時上下移動。

在使用本裝置時：

當所述升降控制系統(tǒng)為液壓缸時：

第一步，根據(jù)需模擬的無底柱分段崩落法采場結構參數(shù)，計算上箱體和下箱體所需尺寸，選擇升降控制系統(tǒng)，并組裝裝置；

第二步，調整所述上箱體即分段高度；

當上箱體高度需要增加時，開啟液壓動力源帶動液壓缸的活塞桿向上移動，活塞桿通過連接板帶動上箱體上移，達到需要高度時，關閉液壓動力源；

當上箱體高度需要降低時，打開液壓缸的液壓閥，活塞桿向下移動，活塞桿通過連接板帶動上箱體下移，達到需要高度時，關閉液壓閥；

第三步，上、下箱體的組合高度達到擬實驗的分段高度后，即可對模型箱進行礦石填裝，進行放礦實驗；

第四步，當某一分段高度的放礦實驗結束后，重新執(zhí)行第二步至第三步的操作再次進行放礦實驗，直到完成擬實驗的不同分段高度參數(shù)的全部放礦實驗。