一种全自动放矿模拟试验装置

摘要

本发明公开了一种全自动放矿模拟试验装置，包括模型箱、传动机构、驱动机构、输送机构、接料盒和配重块；模型箱顶部设有配重块，底板上开设有放矿口，底板下方设置有遮挡板，遮挡板与底板滑动连接；驱动机构通过传动机构与遮挡板传动连接；在驱动机构的驱动下，传动机构带动遮挡板在水平方向上相对于底板进行滑动，以通过遮挡板周期性的覆盖放矿口；输送机构设置在模型箱与接料盒之间，用于将矿岩颗粒输送至接料盒中。本发明可实现全自动放矿，且适用于CT室等人员不能长时间操作的试验环境，以达到对放矿过程可视化扫描的目的，克服了传统放矿试验装置笨重、标志颗粒布设操作繁琐、放出体形态圈绘结果误差较大、不能应用于CT扫描的缺点。

权利要求

1.一种全自动放矿模拟试验装置，适用于采用CT扫描技术对放矿过程中矿岩运移演化机理和放出区域的演化规律进行研究，其特征在于，所述全自动放矿模拟试验装置包括模型箱、传动机构、驱动机构、输送机构、接料盒以及配重块；其中，所述模型箱用于装填矿岩颗粒，所述模型箱为顶部开口结构，所述配重块用于置于所述模型箱的顶部开口处，以对所述模型箱内装填的矿岩颗粒施加预设大小的压力；所述模型箱的底板上开设有放矿口，所述底板的下方对应所述放矿口的位置设置有遮挡板，所述遮挡板与所述底板滑动连接；

所述驱动机构通过所述传动机构与所述遮挡板传动连接；在所述驱动机构的驱动下，所述传动机构带动所述遮挡板在水平方向上相对于所述底板进行滑动，以通过所述遮挡板周期性的覆盖所述放矿口；

所述输送机构设置在所述模型箱与所述接料盒之间，用于将从所述放矿口流出的矿岩颗粒输送至所述接料盒中；

所述底板的下方对应所述放矿口的位置设置有滑轨，所述遮挡板插设在所述滑轨中；

所述驱动机构包括电动机，所述电动机通过所述传动机构与所述遮挡板传动连接，所述传动机构用于将所述电动机的圆周运动转换为水平直线运动；所述传动机构包括第一连杆、第二连杆以及第三连杆；其中，所述第一连杆的一端与所述电动机的转轴连接，所述第一连杆的另一端与所述第二连杆的一端铰接，所述第二连杆的另一端与所述第三连杆的一端铰接，所述第三连杆的另一端与所述遮挡板连接；所述第二连杆为长度可调整的伸缩杆结构；

所述输送机构包括主动轮、传送带以及从动轮；其中，所述主动轮通过所述传送带与所述从动轮传动连接，所述传送带位于所述放矿口的正下方，所述主动轮位于所述接料盒的正上方，在所述主动轮的带动下，所述传送带将从所述放矿口流出的矿岩颗粒输送至所述接料盒中；

所述传送带由橡胶材料制成；所述模型箱、配重块以及遮挡板均采用亚克力板制成。

2.如权利要求1所述的全自动放矿模拟试验装置，其特征在于，所述模型箱的底板与所述模型箱的侧板之间为可拆卸连接。

3.如权利要求1所述的全自动放矿模拟试验装置，其特征在于，所述全自动放矿模拟试验装置还包括控制器；所述驱动机构及所述输送机构分别与所述控制器电连接；所述控制器用于控制所述输送机构和所述驱动机构的运行状态。

说明书

一种全自动放矿模拟试验装置

技术领域

[0001] 本发明涉及矿业工程散体矿岩运移机理研究技术领域，特别涉及一种全自动放矿模拟试验装置。

背景技术

[0002] 崩落矿岩的运移演化机理研究是提高矿石回收率，降低矿石损失贫化的基础。由自然或强制崩落的矿岩散体大小不一，形状各异，矿岩散体的堆积状态及其复杂，且出矿口
附近矿岩散体的局部扰动对矿岩散体整体堆积状态有很大影响。因此，有必要进一步探究
崩落矿岩运移过程中颗粒的动静结构非均匀性与放出区域的演化规律，进一步提高矿石回
收率，降低矿石损失贫化。

[0003] 目前，为研究崩落矿岩的运移演化机理，一般采用模拟试验装置对崩落矿岩进行模拟试验研究，以分析放出体和松动体的变化规律，弄清不同因素对于矿石损失贫化的影
响，为实际矿山的采场结构设计和放矿管理提供理论依据和参考意见，这对矿山安全、高
效、绿色开采有重要的意义。

[0004] 但传统模拟试验多采用标志颗粒法来探究放出体和松动体的变化规律，且过多关注放矿结果的变化，而对于矿岩堆积状态、矿岩动静结构非均匀性以及放出区域的演化规
律方面研究较少；此外，现有的放矿模型试验系统装置笨重、标志颗粒布设操作繁琐、放出
体形态圈绘结果误差较大、不能应用于CT扫描。

发明内容

[0005] 本发明提供了一种全自动放矿模拟试验装置，以解决现有的模拟试验装置金属用量多、标志颗粒布设操作繁琐、放出体形态圈绘结果误差较大、不能实现全自动无人化连续
放矿的问题。

[0006] 一种全自动放矿模拟试验装置，所述全自动放矿模拟试验装置包括模型箱、传动机构、驱动机构、输送机构、接料盒以及配重块；其中，

[0007] 所述模型箱用于装填矿岩颗粒，所述模型箱为顶部开口结构，所述配重块用于置于所述模型箱的顶部开口处，以对所述模型箱内装填的矿岩颗粒施加预设大小的压力；所
述模型箱的底板上开设有放矿口，所述底板的下方对应所述放矿口的位置设置有遮挡板，
所述遮挡板与所述底板滑动连接；

[0008] 所述驱动机构通过所述传动机构与所述遮挡板传动连接；在所述驱动机构的驱动下，所述传动机构带动所述遮挡板在水平方向上相对于所述底板进行滑动，以通过所述遮
挡板周期性的覆盖所述放矿口；

[0009] 所述输送机构设置在所述模型箱与所述接料盒之间，用于将从所述放矿口流出的矿岩颗粒输送至所述接料盒中。

[0010] 其中，所述模型箱的底板与所述模型箱的侧板之间为可拆卸连接。

[0011] 其中，所述底板的下方对应所述放矿口的位置设置有滑轨，所述遮挡板插设在所述滑轨中。

[0012] 其中，所述驱动机构包括电动机，所述电动机通过传动机构与所述遮挡板传动连接，所述传动机构用于将所述电动机的圆周运动转换为水平直线运动。

[0013] 其中，所述传动机构包括第一连杆、第二连杆以及第三连杆；所述第一连杆的一端与所述电动机的转轴连接，所述第一连杆的另一端与所述第二连杆的一端铰接，所述第二
连杆的另一端与所述第三连杆的一端铰接，所述第三连杆的另一端与所述遮挡板连接。

[0014] 其中，所述第二连杆为长度可调整的伸缩杆结构。

[0015] 其中，所述输送机构包括主动轮、传送带以及从动轮；所述主动轮通过所述传送带与所述从动轮传动连接，所述传送带位于所述放矿口的正下方，所述主动轮位于所述接料
盒的正上方，在所述主动轮的带动下，所述传送带将从所述放矿口流出的矿岩颗粒输送至
所述接料盒中。

[0016] 其中，所述全自动放矿模拟试验装置还包括控制器；所述驱动机构及所述输送机构分别与所述控制器电连接；所述控制器用于控制所述输送机构和所述驱动机构的运行状
态。

[0017] 其中，所述传送带由橡胶材料制成。

[0018] 其中，所述模型箱、配重块以及遮挡板均采用亚克力板制成。

[0019] 本发明提供的技术方案带来的有益效果至少包括：

[0020] 本发明的全自动放矿模拟试验装置通过电动机和传动机构为遮挡板提供水平推力，使其周期性的覆盖放矿口，并通过放矿口下方的传送带实现放出颗粒的自动搬运，且模
型箱和传送带用料全部为非金属材料，从而克服了现有的模拟试验装置金属用量多不能应
用于CT扫描、标志颗粒布设操作繁琐、放出体形态圈绘结果误差较大、不能实现全自动无人
化连续放矿的缺点。且本发明的模拟试验装置中的模型箱的底板可更换，顶部配置块的重
量可调节，更便于研究不同尺寸放矿口、不同上覆压力对放矿结果的影响；本发明可实现全
自动化无人操控，结合CT扫描技术，可高效的对放矿过程中矿岩运移演化机理和放出区域
的演化规律进行研究，对实际工程具有指导和参考意义。

附图说明

[0021] 为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于
本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他
的附图。

[0022] 图1是本发明实施例提供的全自动放矿模拟试验装置的结构示意图；

[0023] 图2是本发明实施例提供的模型箱沿图1中A‑A向的剖视图；

[0024] 图3是本发明实施例提供的模型箱的俯视图；

[0025] 图4是本发明实施例提供的传动机构的结构示意图。

[0026] 附图标记说明：

[0027] 1、模型箱；2、从动轮；3、遮挡板；4、传送带；5、主动轮；6、接料盒；7、驱动机构；8、传动机构；9、放矿口；10、控制器；11、散体颗粒；12、配重块；13、滑轨；14、第一连杆；15、第二连
杆；16第三连杆。

具体实施方式

[0028] 为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

[0029] 请参阅图1至图4，本实施例提供了一种全自动放矿模拟试验装置，如图1所示，本实施例的全自动放矿模拟试验装置包括模型箱1、传动机构8、驱动机构7、输送机构、接料盒
6、配重块12以及控制器10。

[0030] 模型箱1用于装填矿岩颗粒11，该模型箱1为顶部开口结构，配重块12用于置于模型箱1的顶部开口处，以对模型箱1内所装填的矿岩颗粒11施加预设大小的压力，且配重块
12可更换，以达到调整顶部压力的目的；模型箱1的底板上开设有放矿口9，底板的下方对应
放矿口9的位置设置有遮挡板3，遮挡板3与模型箱1的底板之间为滑动连接。进一步地，模型
箱1的底板与模型箱1的侧板可拆卸连接，从而使得模型箱1的底板可更换，以达到可以更换
不同尺寸的放矿口9，实现研究不同尺寸的散体颗粒11的目的。

[0031] 驱动机构7通过传动机构8与遮挡板3传动连接；在驱动机构7的驱动下，传动机构8带动遮挡板3在水平方向上相对于模型箱1的底板进行滑动，以通过遮挡板3周期性的覆盖
放矿口9，实现周期性的放矿。具体地，在本实施例中，驱动机构7包括电动机，其转轴通过传
动机构8与遮挡板3传动连接，传动机构8用于将电动机的圆周运动转换为水平直线运动。电
动机与控制器10电连接，由控制器10控制电动机的运行状态，保证电动机的转动速率及转
动圈数可调节。

[0032] 输送机构设置在模型箱1与接料盒6之间，用于将从放矿口9流出的矿岩颗粒输送至接料盒6中。具体地，在本实施例中，输送机构包括主动轮5、传送带4以及从动轮2；主动轮
5通过传送带4与从动轮2传动连接，传送带4由主动轮5驱动，试验开始前传送带4储存在从
动轮2中，随着主动轮5的转动，传送带4最终汇集到主动轮5中，且从动轮2和主动轮5外侧皮
带部分可调换；主动轮5与控制器10电连接，由控制器10控制主动轮5的运行状态；传送带4
位于放矿口9的正下方，主动轮5位于接料盒6的正上方，矿岩颗粒11通过放矿口9落在传送
带4上，通过控制器10的控制，在主动轮5的带动下，散体颗粒随传送带4一起向主动轮5运
动，最终从主动轮5处落入接料盒6中。

[0033] 具体地，如图4所示，在本实施例中，传动机构8包括第一连杆14、第二连杆15以及第三连杆16；其中，第一连杆14的一端与电动机的转轴连接，第一连杆14的另一端与第二连
杆15的一端铰接，第二连杆15的另一端与第三连杆16的一端铰接，第三连杆16的另一端与
遮挡板3连接。进一步地，在本实施例中，第二连杆15为长度可调整的伸缩杆结构，通过将第
二连杆15采用长度可调节设置，可保证试验过程遮挡板3的行程与放矿口9的尺寸相匹配。

[0034] 如图2和图3所示，在本实施例中，实现遮挡板3与模型箱1的底板之间滑动连接的方式为：在模型箱1的底板下方对应放矿口9的位置设置滑轨13，然后将遮挡板3插设在滑轨
13中，达到周期性覆盖放矿口9的目的。

[0035] 进一步地，上述传送带4由橡胶材料制成，上述模型箱1、配重块12以及遮挡板3均采用亚克力板制成。从而使得整个试验装置的CT扫描部分不含任何金属部件，进而可有效
消除金属伪影对试验结果的影响。

[0036] 通过本实施例的全自动放矿模拟试验装置进行基于CT扫描的放矿试验分析的流程如下：

[0037] 1)进行试验之前保证控制器10与驱动机构7和主动轮5之间线路连接正确，传动机构8运动正常，遮挡板3能实现完全覆盖和打开放矿口9，选择合适的含放矿口9的底板，选择
合适的配重块12；

[0038] 2)关闭放矿口9，装填合适的散体颗粒11，并放置好配重块12之后，开启控制器10，人员撤离，对模型箱1内的初始散体进行一次CT扫描，得到颗粒的初始堆积状态量；其中，矿
岩颗粒11可为矿石、岩石及相似材料等散体；

[0039] 3)驱动机构7旋转一圈，遮挡板3水平向外运动后归位，进行一次放矿，散体颗粒落在传送带4中，开启主动轮5，散体颗粒随传送带4一起运动，并最终落入接料盒6中；

[0040] 4)关闭主动轮5，整个模型箱1进行一次CT扫描；

[0041] 5)重复3)、4)操作，直到完成一次试验的放矿量；

[0042] 6)重复2)、3)、4)、5)操作，变化散体颗粒11、放矿口9尺寸及配重块12，研究不同因素对放矿结果的影响。

[0043] 综上，本实施例的全自动放矿模拟试验装置通过电动机和传动机构为遮挡板提供水平推力，使其周期性的覆盖放矿口，并通过放矿口下方的传送带实现放出颗粒的自动搬
运，且模型箱和传送带用料全部为非金属材料，从而克服了现有的模拟试验装置金属用量
多不能应用于CT扫描、标志颗粒布设操作繁琐、放出体形态圈绘结果误差较大、不能实现全
自动无人化连续放矿的缺点。且该模拟试验装置中的模型箱底板可更换，顶部配置块的重
量可调节，更便于研究不同尺寸放矿口、不同上覆压力对放矿结果的影响；该装置可实现全
自动化无人操控，结合CT扫描技术，可高效的对放矿过程中矿岩运移演化机理和放出区域
的演化规律进行研究，对实际工程具有指导和参考意义。

[0044] 此外，需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间
存在任何这种实际的关系或者顺序。术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非
排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要
素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端
设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排
除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的相同要素。

[0045] 还需要说明的是，以上所述仅是本发明优选实施方式，应当指出，尽管已描述了本发明优选实施例，但对于本技术领域的技术人员来说，一旦得知了本发明的基本创造性概
念，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应
视为本发明的保护范围。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明
实施例范围的所有变更和修改。