CN105096722B - 一种巷道顶板离层观测教学装置及使用方法 - Google Patents
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Abstract
一种巷道顶板离层观测教学装置及使用方法，装置包括钢架、齿轮、长杆手柄、紧固件、基点锚固器、套管、外测筒、内测筒、硬质塑料地层模块、钢绞线、浅部基点锚固器、深部基点锚固器、三脚架；硬质塑料地层模块之间通过钢绞线链接在一起，每个硬质塑料地层模块表面都涂有规范的地层填充图案来表示不同岩性的地层，硬质塑料地层模块之间可以互相移动，模拟离层现象，最顶端的硬质塑料地层模块通过两根钢绞线和钢架相连，顶板离层仪的内、外测筒和套管通过钢绞线与硬质塑料地层模块和钢架相连，通过长杆手柄连接的齿轮和钢绞线来控制硬质塑料地层模块的上下移动。其结构简单，使用方便，能充分的展示出顶板离层仪在锚杆、锚索联合支护时的工作原理。
Description
技术领域
本发明涉及一种观测教学装置及使用方法，尤其是一种适用于教学的巷道顶板离层观测教学装置及使用方法。
背景技术
顶板离层仪是一种可以监测顶板岩层移动的检测装置，它可以分别显示锚杆和锚索长度范围内和锚杆范围外的顶板岩层的离层情况，顶板离层仪可以对顶板离层情况提供直观显示，及时发现顶板失稳的征兆，以避免冒顶事故的发生；同时，顶板离层仪还可以监测岩体变形状况，作为修改、完善锚杆和锚索支护初始设计参数的重要依据。现场参观学习顶板离层仪，会影响生产活动，并且存在安全隐患，因此，为了在教学实践中能够让学生更加细致的学习和掌握顶板离层仪的工作原理，制作了顶板离层仪演示装置，使学习者可以随时观察学习顶板离层仪。
发明内容
技术问题：本发明的目的是为了克服已有技术中的不足之处，提供一种结构简单、成本低廉的巷道顶板离层观测教学装置及使用方法。
技术方案：本发明巷道顶板离层观测教学装置，包括顶板离层仪、钢架、齿轮、长杆手柄、紧固件、硬质塑料地层模块、钢绞线和三脚架；所述的顶板离层仪包括基点锚固器、套管、外测筒、内测筒、浅部基点锚固器和深部基点锚固器；所述的钢架的内侧壁上设有齿条，钢架上设有多层硬质塑料地层模块，多层硬质塑料地层模块的表面涂有用来表示不同岩性地层规范的地层充填图案，多层硬质塑料地层模块之间均安设有一个长杆手柄，长杆手柄位于钢架内侧两端的杆体上设有可在钢架内侧壁齿条上移动的齿轮；多层硬质塑料地层模块之间通过钢绞线相互连接在一起，穿过每一层硬质塑料地层模块的钢绞线均缠绕在对应的长杆手柄的上面，两根钢绞线的终端分别固定在长杆手柄上面，多层硬质塑料地层模块的顶层通过钢绞线与钢架相连接，多层硬质塑料地层模块的两端均固定在钢架两侧，所述的顶板离层仪安设在多层硬质塑料地层模块的中部，顶板离层仪的浅部基点锚固器为多个，分别设在每层硬质塑料地层模块的底部，每个浅部基点锚固器各用一根钢绞线与顶板离层仪的外测筒相连接，在钢架上面安设有深部基点锚固器，深部基点锚固器通过钢绞线与顶板离层仪的内测筒相连接，钢架通过三脚架稳固在地面上。
所述钢架两侧设有凹槽，硬质塑料地层模块的两端均卡装在钢架两侧的凹槽内。
所述的多层硬质塑料地层模块为3～8层。
所述多层硬质塑料地层模块的底端均设有与钢绞线相连的紧固件。
所述钢架的两侧分别设有挡板。
上述巷道顶板离层观测装置的使用方法，包括如下步骤：
a、用钢绞线将多层硬质塑料地层模块串接在一起，在每层硬质塑料地层模块上用钢绞线连接一个浅部基点锚固器，并将连接浅部基点锚固器的多根钢绞线与顶板离层仪的外测筒连接在一起，用套管将外测筒固定在最下面一层的硬质塑料地层模块上；
b、通过钢架上面的深部基点锚固器和顶板离层仪的内测筒相连接；
c、将每层硬质塑料地层模块分别使用钢绞线通过紧固件连接至钢架上面，同时将每层硬质塑料地层模块的钢绞线缠绕在长杆手柄上面，钢绞线的一端固定在长杆手柄上面；
d、将多层硬质塑料地层模块的两侧分别设在钢架两侧的槽内；
e、摇动长杆手柄，带动齿轮转动，缠绕在长杆手柄上面的钢绞线松开，硬质塑料地层模块开始下沉，实现顶板离层的模拟。
有益效果：本发明一种巷道顶板离层观测教学装置，通过结构简单的，该演示装置结构简单，使用方便，能充分的演示出顶板离层仪在锚杆支护的原理，解决了现场参观学习造成的安全问题，而且避免了对矿井生产状况的影响，在教学实践中也能够让学生更加细致的学习和掌握顶板离层仪的工作原理，在本技术领域内具有广泛的实用性。
附图说明
图1是本发明的总体结构示意图；
图2是图1中长杆手柄结构示意图；
图3是图1中硬质塑料地层模块和基点锚固器结构示意图；
图中，1—钢架；2—齿轮；3—长杆手柄；4—紧固件；5—基点锚固器；6—套管；7—外测筒；8—内测筒；9—硬质塑料地层模块；10—钢绞线；11—浅部基点锚固器；12—深部基点锚固器；13—三脚架；14—挡板
具体实施方式
下面结合附图对本发明的一个实施例作进一步的说明：
本发明的巷道顶板离层观测教学装置，主要由顶板离层仪、钢架1、齿轮2、长杆手柄3、紧固件4、硬质塑料地层模块9、钢绞线10和三脚架13；所述的顶板离层仪包括基点锚固器5、套管6、外测筒7、内测筒8、浅部基点锚固器11和深部基点锚固器12；所述的钢架1的内侧壁上设有齿条，钢架1上设有多层硬质塑料地层模块9，所述的多层硬质塑料地层模块9为3～8层。多层硬质塑料地层模块9的表面涂有规范的地层充填图案，用来表示不同岩性地层，多层硬质塑料地层模块9之间均安设有一个长杆手柄3，长杆手柄3位于钢架1内侧两端的杆体上设有可在钢架1内侧壁齿条上移动的齿轮2；多层硬质塑料地层模块9之间通过钢绞线10相互连接在一起，穿过每一层硬质塑料地层模块9的钢绞线10均缠绕在对应的长杆手柄3的上面，两根钢绞线10的终端分别固定在长杆手柄3上面，多层硬质塑料地层模块9的顶层通过钢绞线10与钢架1相连接，多层硬质塑料地层模块9的两端均固定在钢架1两侧，钢架1两侧设有凹槽，硬质塑料地层模块9的两端均卡装在钢架1两侧的凹槽内。所述的顶板离层仪安设在多层硬质塑料地层模块9的中部，顶板离层仪的浅部基点锚固器11为多个，分别设在每层硬质塑料地层模块9的底部，多层硬质塑料地层模块9的底端均设有与钢绞线10相连的紧固件4。每个浅部基点锚固器11各用一根钢绞线10与顶板离层仪的外测筒7相连接，在钢架1上面安设有深部基点锚固器12，深部基点锚固器12通过钢绞线10与顶板离层仪的内测筒8相连接，钢架1通过三脚架13稳固在地面上，所述钢架1的两侧分别设有挡板14，挡板14遮住钢绞线10。
本发明的巷道顶板离层观测教学装置使用方法，具体步骤如下：
a、用钢绞线10将多层硬质塑料地层模块9串接在一起，在每层硬质塑料地层模块9上用钢绞线连接一个浅部基点锚固器11，并将连接浅部基点锚固器11的多根钢绞线与顶板离层仪的外测筒7连接在一起，用套管6将外测筒7固定在最下面一层的硬质塑料地层模块9上；
b、通过钢架1上面的深部基点锚固器12和顶板离层仪的内测筒8相连接；
c、将每层硬质塑料地层模块9分别使用钢绞线10通过紧固件4连接至钢架1上面，同时将每层硬质塑料地层模块9的钢绞线10缠绕在长杆手柄3上面，钢绞线10的另外一端固定在长杆手柄3上面；
d、将多层硬质塑料地层模块9的两侧分别设在钢架1两侧的槽内；再将套管6、深部基点锚固器12和浅部基点锚固器11依次连接起来；将每层硬质塑料地层模块9分别使用钢绞线10通过紧固件4连接至钢架1上面，同时将每层硬质塑料地层模块9的钢绞线10缠绕在长杆手柄3上面，
e、通过摇动不同位置的长杆手柄3，带动齿轮2转动，缠绕在长杆手柄3上面的钢绞线10松开，硬质塑料地层模块9开始下沉，实现顶板离层的模拟。通过测量两个基点同顶板表面相对位移变化，测得顶板总离层(或下沉)量即外测筒7读数，相对于深基点锚固器12范围外的离层量即外测筒7读数和内测筒8读数的差值，相对于浅基点锚固器11范围内的离层量即内测筒读数。
Claims (3)
1.一种巷道顶板离层观测教学装置，其特征在于：它包括顶板离层仪、钢架（1）、齿轮（2）、长杆手柄（3）、紧固件（4）、硬质塑料地层模块（9）、钢绞线（10）和三脚架（13）；所述的顶板离层仪包括基点锚固器（5）、套管（6）、外测筒（7）、内测筒（8）、浅部基点锚固器（11）和深部基点锚固器（12）；所述的钢架（1）的内侧壁上设有齿条，钢架（1）上设有多层硬质塑料地层模块（9），多层硬质塑料地层模块（9）的表面涂有用来表示不同岩性地层规范的地层充填图案，多层硬质塑料地层模块（9）之间均安设有一个长杆手柄（3），长杆手柄（3）位于钢架（1）内侧两端的杆体上设有可在钢架（1）内侧壁齿条上移动的齿轮（2）；多层硬质塑料地层模块（9）之间通过钢绞线（10）相互连接在一起，穿过每一层硬质塑料地层模块（9）的钢绞线（10）均缠绕在对应的长杆手柄（3）的上面，两根钢绞线（10）的终端分别固定在长杆手柄（3）上面，多层硬质塑料地层模块（9）的顶层通过钢绞线（10）与钢架（1）相连接，多层硬质塑料地层模块（9）的两端均固定在钢架（1）两侧，所述的顶板离层仪安设在多层硬质塑料地层模块（9）的中部，顶板离层仪的浅部基点锚固器（11）为多个，分别设在每层硬质塑料地层模块（9）的底部，每个浅部基点锚固器（11）各用一根钢绞线（10）与顶板离层仪的外测筒（7）相连接，在钢架（1）上面安设有深部基点锚固器（12），深部基点锚固器（12）通过钢绞线（10）与顶板离层仪的内测筒（8）相连接，钢架（1）通过三脚架（13）稳固在地面上;所述钢架（1）两侧设有凹槽，硬质塑料地层模块（9）的两端均卡装在钢架（1）两侧的凹槽内;所述的多层硬质塑料地层模块（9）为3～8层;所述多层硬质塑料地层模块（9）的底端均设有与钢绞线（10）相连的紧固件（4）。
2.根据权利要求1所述的一种巷道顶板离层观测教学装置，其特征在于：所述钢架（1）的两侧分别设有挡板（14）。
3.根据权利要求1所述的巷道顶板离层观测教学装置的使用方法，其特征在于包括如下步骤：
a、用钢绞线（10）将多层硬质塑料地层模块（9）串接在一起，在每层硬质塑料地层模块（9）上用钢绞线连接一个浅部基点锚固器（11），并将连接浅部基点锚固器（11）的多根钢绞线与顶板离层仪的外测筒（7）连接在一起，用套管（6）将外测筒（7）固定在最下面一层的硬质塑料地层模块（9）上；
b、通过钢架（1）上面的深部基点锚固器（12）和顶板离层仪的内测筒（8）相连接；
c、将每层硬质塑料地层模块（9）分别使用钢绞线（10）通过紧固件（4）连接至钢架（1）上面，同时将每层硬质塑料地层模块（9）的钢绞线（10）缠绕在长杆手柄（3）上面，钢绞线（10）的一端固定在长杆手柄（3）上面；
d、将多层硬质塑料地层模块（9）的两侧分别设在钢架（1）两侧的槽内；
e、通过摇动不同位置的长杆手柄（3），带动齿轮（2）转动，缠绕在长杆手柄（3）上面的钢绞线（10）松开，硬质塑料地层模块（9）开始下沉，实现顶板离层的模拟。
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