本发明属于矿压相似模拟试验领域，具体涉及一种模具、井筒相似模型、模拟试验装置及方法。
背景技术：
1、相似模拟实验技术作为矿山压力研究中的一种重要的科学研究手段，能够较为准确地再现整个巷道等地下工程的变形破坏过程，其过程简单易行、形象直观、效果清楚直接，可根据不同研究工况进行多次实验，在研究巷道变形破坏及围岩应力分布特征方面具有显著优势。
2、目前，煤矿开采主要以井工开采方式进行，随着开采深度的增加，各井筒需进行延伸，受高应力及倾斜角度的影响，井筒围岩的变形破坏程度较大，且特征多变，为此，高校和科研院所经常采用相似模拟试验对井筒围岩应力分布及变形破坏特征进行研究。
3、但是，在针对井筒模拟试验过程中，制作倾斜角度可调节的相似模拟井筒巷道难度较大，通常采用模具浇筑好后开挖的方式制作，这种方式不仅效率较低，且井筒成型较差，容易在试验前就出现垮塌，无法有效监测围岩的变形破坏特征。
技术实现思路
1、为了克服上述技术缺陷，本发明提供了一种模具、井筒相似模型、模拟试验装置及方法，能够解决采用现有方式制作的倾斜角度可调节的井筒相似模型，成型较差，质量偏低，导致无法满足试验要求的技术问题。
2、为了达到上述目的，本发明采用如下技术内容：
3、一种模具，用于制作井筒相似模型，包括：
4、支撑架，所述支撑架上设置有浇筑腔体；
5、所述浇筑腔体为仅具有底壁与两对侧壁的方体结构，其中一对相对的侧壁分别对应开设有用于插设预制块的预留孔；
6、所述支撑架下方设置有角度调节装置；
7、具有预留孔的至少一侧壁支撑设置于所述角度调节装置上，所述角度调节装置能够带动与其相连的侧壁上下运动，以调节所述预制块贯穿插设在两个所述预留孔中的倾斜角度。
8、进一步地，所述支撑架包括两两平行设置的4条支腿，所述支腿内侧均开设有轨道；
9、所述浇筑腔体包括底板、第一挡板、第二挡板以及呈对称设置的两个侧板；
10、所述第一挡板与所述第二挡板作为开设预留孔的侧壁，分别对应插设在2条支腿的轨道上，且所述第一挡板能够在所述角度调节装置作用下沿轨道上下运动。
11、进一步地，所述角度调节装置位于所述底板下方，包括底座：
12、所述底座上设置有第二立柱和可伸缩的第一立柱，所述第一立柱与所述第二立柱顶部共同支撑有支板，所述支板的一端与所述第一挡板底部固定相连，另一端与所述第二挡板固定相连。
13、进一步地，所述支板上设置有倾斜仪。
14、一种井筒相似模型的制作方法，基于上述模具，包括：
15、s1：操控角度调节装置，带动与其相连的侧壁上下运动，将两个预留孔之间调整至实际井筒的倾斜角度；
16、s2：将预制块从两个预留孔中穿过；
17、s3：向浇筑腔体浇筑相似模拟材料；
18、s4：浇筑完成后，拆除模具，得到井筒相似模型。
19、进一步地，将预制块从两个预留孔中穿过后，将预制块与预留孔之间的间隙填实。
20、进一步地，在浇筑过程中，沿预制块两侧及顶部铺设土体压力计，用于监测试验过程中的应力分布特征；在浇筑结束后，依井筒内壁沿线安装应变片。
21、一种井筒相似模型，采用如上述制作方法制作得到，其特征在于，包括井筒相似模型本体，依所述井筒相似模型本体的井筒内壁沿线设置有若干个应变片。
22、一种模拟试验装置，包括试验箱体，所述试验箱体内部设置有如上述井筒相似模型，所述井筒相似模型顶部与所述试验箱体之间以及两侧与所述试验箱体之间均设置有千斤顶。
23、一种模拟试验方法，基于上述模拟试验装置，包括：
24、将压力监测部件布置在井筒相似模型的预设位置处；
25、由井筒相似模型周围的千斤顶提供加载应力，同时记录压力监测部件的数据，直至井筒相似模型出现破坏或者加载应力骤降；
26、观测井筒相似模型的井筒内壁裂隙发育情况，并结合压力监测部件的数据，分析井筒应力分布特征和变形破坏特征。
27、相比现有技术，本发明具有如下有益效果：
28、本发明提供一种模具，本模具包括支撑架和浇筑腔体，且浇筑腔体为无顶壁的方体结构，在一对侧壁上分别开设预留孔，两个预留孔用于插设预制块；为了实现井筒倾斜角度可调节的目的，通过角度调节装置带动至少一个侧壁上下运动，从而对侧壁上开设的预留孔的高度进行调节，以满足预制块插设倾斜角度的要求，进而能够采用本模具根据不同井筒倾斜角度，制作出不同的井筒倾斜角度井筒相似模型，以满足试验要求；采用本模具有别于传统的先浇筑成型后开挖的制作方式，将预留孔的高度固定后，即井筒倾斜角度固定后，一次浇筑成型，因此，井筒成型较好，产品质量较高，不易发生试验前就出现垮塌的现象；本模具结构和原理简单，便于操作和运维，具有良好的推广应用价值。
29、优选地，本发明中，支撑架采用两两平行的4条支腿，浇筑腔体包括第一挡板和第二挡板，并且第一挡板和第二挡板分别插设在对应2条支腿的轨道内，其中，第一挡板能够沿支腿的轨道上下移动，上述结构的设置，便于第一挡板上的预留孔高度的有效调节，提升了倾斜角度的调节效率。
30、优选地，本发明中，角度调节装置包括底座、可伸缩的第一立柱和第二立柱以及支板，可伸缩的第一立柱可采用电控立柱实现高度调节，保证了本模具中井筒倾斜角度调节的可靠性。
31、进一步优选地，本发明中，在支板上还设置了倾斜仪，便于更好地观察当前倾斜角度，便于后续的角度调节。
32、本发明还提供一种井筒相似模型的制作方法，本方法首先通过操控角度调节装置将两个预留孔之间调整至实际井筒的倾斜角度，然后将预制块从两个预留孔中穿过，开始浇筑并在浇筑结束后拆除模具；本制作方法相比传统的制作方法，可操作性更强，根据实际井筒的倾斜角度提前将预留孔之间角度进行调节，浇筑完成后直接得到井筒相似模型，无需再次开挖，不仅提升了制作效率，并且模型成型效果较好。
33、优选地，本发明中，将预制块从两个预留孔中穿过后，将预制块与预留孔之间的间隙填实，防止模具浇筑时材料漏出，保证了成型质量并节约了材料成本。
34、优选地，本发明中，在浇筑过程中，沿预制块两侧及顶部铺设土体压力计，用于监测试验过程中的应力分布特征；在浇筑结束后，依井筒内壁沿线安装应变片；这样设计，便于后续的试验过程中的数据读取。
35、本发明还提供了一种模拟试验装置，包括上述井筒相似模型，采用本模拟试验装置能够根据研究需求变化模具中的井筒角度，实现了井筒的三维模拟，不仅操作简单，而且便于观测。
36、本发明还提供了一种模拟试验方法，基于上述模拟试验装置，采用本方法能够对比分析不同倾斜角度下的井筒应力分布特征及变形破坏特征，以对比分析倾斜角度对井筒稳定性的影响，在对深部井筒围岩控制研究方面具有重要意义。
1.一种模具，用于制作井筒相似模型，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种模具，其特征在于，所述支撑架(4)包括两两平行设置的4条支腿，所述支腿内侧均开设有轨道；
3.根据权利要求2所述的一种模具，其特征在于，所述角度调节装置(5)位于所述底板下方，包括底座(5-1)：
4.根据权利要求3所述的一种模具，其特征在于，所述支板(5-2)上设置有倾斜仪。
5.一种井筒相似模型的制作方法，基于权利要求1-4任一项所述模具，其特征在于，包括：
6.根据权利要求5所述的一种井筒相似模型的制作方法，其特征在于，将预制块(3)从两个预留孔(6)中穿过后，将预制块(3)与预留孔(6)之间的间隙填实。
7.根据权利要求5所述的一种井筒相似模型的制作方法，其特征在于，在浇筑过程中，沿预制块(3)两侧及顶部铺设土体压力计(12)，用于监测试验过程中的应力分布特征；在浇筑结束后，依井筒内壁沿线安装应变片(9)。
8.一种井筒相似模型，采用如权利要求5-7任一项所述制作方法制作得到，其特征在于，包括井筒相似模型本体，依所述井筒相似模型本体的井筒内壁沿线设置有若干个应变片(9)。
9.一种模拟试验装置，其特征在于，包括试验箱体(10)，所述试验箱体(10)内部设置有如权利要求8所述井筒相似模型(8)，所述井筒相似模型(8)顶部与所述试验箱体(10)之间以及两侧与所述试验箱体(10)之间均设置有千斤顶(11)。
10.一种模拟试验方法，基于权利要求9所述模拟试验装置，其特征在于，包括：
