一種覆巖三帶教學(xué)演示模型的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種采礦教學(xué)模型，尤其是涉及一種采場(chǎng)覆巖三帶分布的教學(xué)演示模型。
【背景技術(shù)】
[0002]在采礦工程專業(yè)教學(xué)中，采場(chǎng)上覆巖層的三帶(垮落帶、裂隙帶、彎曲下沉帶)分布理論常采用理論講述、多媒體課件展示的教學(xué)方法。但是，由于常規(guī)的教學(xué)方法無法將覆巖分布和運(yùn)動(dòng)過程直觀的展現(xiàn)，學(xué)生在學(xué)習(xí)和認(rèn)識(shí)三帶理論時(shí)存在困難?，F(xiàn)有的覆巖三帶實(shí)驗(yàn)設(shè)備很少，而且實(shí)驗(yàn)規(guī)模大，需要的材料成本高，時(shí)間長，不適用于采礦專業(yè)的教學(xué)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本實(shí)用新型提供一種覆巖三帶教學(xué)演示模型，其直觀性強(qiáng)，并能模擬覆巖運(yùn)動(dòng)過程，有助于學(xué)生透徹認(rèn)識(shí)和理解三帶理論。
[0004]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是:一種覆巖三帶教學(xué)演示模型，它包括:箱體、相似模擬材料、加載鐵塊、活動(dòng)窗口 ；所述的箱體(I)由厚度8?1mm的有機(jī)玻璃板組裝粘合而成，其中箱體的長為I?1.5m、寬為0.4?0.6m、高為0.8?1.2m,其上部敞口，正面下部開設(shè)有長為50cm，寬為1cm的活動(dòng)窗口，用于開挖箱體內(nèi)的相似模擬材料；在箱體的底部均勻布設(shè)20個(gè)直徑為4mm的排水孔；覆巖三帶模擬充填材料，由石英砂、碳酸鈣、石膏、水配比混合制成；覆巖三帶中的彎曲下沉帶、裂隙帶、垮落帶，分別用不同配比的相似模擬材料模擬。彎曲下沉帶的配比，石英砂:碳酸鈣:石膏:水=16:1:1: 2 ;裂隙帶的配比，石英砂:碳酸鈣:石膏:水=30: 2: 2: 3 ;垮落帶的配比，石英砂:碳酸鈣:石膏:水=20: 2:1: 2。各帶材料混合均勻后，將垮落帶、裂隙帶、彎曲下沉帶由下到上依次充填，各層之間撒入適量云母粉。加載鐵塊，由工字鋼切割制成，每塊工字鋼長度為8?10cm，根據(jù)上覆巖層的模擬重量，配置加載鐵塊的數(shù)量。放在模型頂部對(duì)模型加載，模擬上覆巖層的重量。
[0005]本實(shí)用新型的有益效果是:通過覆巖三帶教學(xué)演示模型，將覆巖的三帶分布、運(yùn)動(dòng)過程直觀的展現(xiàn)出來，具有透視性好，立體感強(qiáng)，使學(xué)生更加深刻地理解覆巖三帶分布和礦山壓力理論。同時(shí)，本模型可以重復(fù)使用，讓學(xué)生親自配比相似材料，使學(xué)生更加深入了解相似模擬實(shí)驗(yàn)原理，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，豐富了采礦工程教學(xué)手段。
【附圖說明】
[0006]圖1是覆巖三帶教學(xué)演示模型結(jié)構(gòu)示意圖；
[0007]圖2是覆巖三帶教學(xué)演示模型結(jié)構(gòu)示意側(cè)視圖；
[0008]圖3是演示模型覆巖三帶的演示效果示意圖；
[0009]圖1、2、3中:1、箱體，2、相似模擬材料，3、加載鐵塊，4、活動(dòng)窗口。
【具體實(shí)施方式】
[0010]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。
[0011]如圖1、圖2所示，本實(shí)用新型一種覆巖三帶教學(xué)演示模型，包括箱體1、相似模擬材料2、加載鐵塊3及活動(dòng)窗口 4。箱體I為長方形，用厚度為8?10_的有機(jī)玻璃板組裝粘貼而成，箱體的頂面為敞口，箱體正面最下部開設(shè)活動(dòng)窗口 4，尺寸長為50cm、寬為10cm。加載鐵塊3由工字鋼切割制成，每塊工字鋼長度為8-lOcm。教學(xué)演示時(shí)，用加載鐵塊3加壓，在箱體I下部的活動(dòng)窗口 4處，使用工具將部分充填材料挖去，形成一個(gè)長為50cm、寬為100cm、高為1cm的空間，模擬采空區(qū)。伴隨部分充填材料被挖空，相似模擬材料2開始出現(xiàn)垮落，形成三帶分布。如圖3所示，相似模擬材料2由下到上分別呈現(xiàn)垮落帶、裂隙帶、彎曲下沉帶。通過演示模型，清晰的展現(xiàn)出垮落帶的垮落現(xiàn)象、裂隙帶的裂隙發(fā)育和彎曲下沉帶的彎曲現(xiàn)象。本實(shí)用新型將采場(chǎng)覆巖的運(yùn)動(dòng)規(guī)律清晰直觀的展現(xiàn)出來，使學(xué)生更加深刻地理解覆巖三帶分布和礦山壓力理論。同時(shí)，讓學(xué)生親自配比相似材料，使學(xué)生更加深入了解相似模擬實(shí)驗(yàn)原理，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，豐富了采礦工程教學(xué)手段。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種覆巖三帶教學(xué)演示模型，其特征在于，包括箱體(I)、相似模擬材料(2)、加載鐵塊(3)及活動(dòng)窗口(4)，在相似模擬材料(2)上部放置加載鐵塊(3)加壓，在箱體(I)下部的活動(dòng)窗口(4)處，挖空部分相似模擬材料(2)，模擬采空區(qū)；挖空部分相似模擬材料(2)后，上部的相似模擬材料(2)會(huì)出現(xiàn)垮落現(xiàn)象，整個(gè)覆巖三帶教學(xué)演示模型呈現(xiàn)出垮落帶、裂隙帶、彎曲下沉帶，模擬采礦過程中采場(chǎng)上覆巖層的三帶分布。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種覆巖三帶教學(xué)演示模型，其特征在于，所述的箱體(I)由厚度8?1mm的有機(jī)玻璃板組裝粘合而成，其中箱體(I)的長為I?1.5m、寬為0.4?0.6m、高為0.8?1.2m,其上部敞口，正面下部開設(shè)有長為50cm，寬為1cm的活動(dòng)窗口(4)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種覆巖三帶教學(xué)演示模型，其特征在于，所述的加載鐵塊(3)，為工字鋼，其長度為8-lOcm。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種覆巖三帶教學(xué)演示模型，包括：箱體、相似模擬材料、加載鐵塊及活動(dòng)窗口。在箱體內(nèi)填充由石英砂、碳酸鈣、石膏、水配合而成的相似模擬材料，模擬采場(chǎng)的覆巖；在相似模擬材料上部放置加載鐵塊加壓，在箱體下部的活動(dòng)窗口處，挖空部分材料，模擬采空區(qū)；挖空部分材料后，上部的材料會(huì)出現(xiàn)垮落現(xiàn)象，整個(gè)模型呈現(xiàn)出垮落帶、裂隙帶、彎曲下沉帶，模擬采礦過程中采場(chǎng)上覆巖層的三帶分布。通過模型的演示，可以直觀的觀察到覆巖的三帶分布，幫助學(xué)生認(rèn)識(shí)和理解三帶理論。
【IPC分類】G09B23-40
【公開號(hào)】CN204390580
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201420579127
【發(fā)明人】李健, 艾德春, 魏中舉, 劉永志
【申請(qǐng)人】六盤水師范學(xué)院
【公開日】2015年6月10日
【申請(qǐng)日】2014年9月28日