CN204390580U - 一种覆岩三带教学演示模型 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种覆岩三带教学演示模型，包括：箱体、相似模拟材料、加载铁块及活动窗口。在箱体内填充由石英砂、碳酸钙、石膏、水配合而成的相似模拟材料，模拟采场的覆岩；在相似模拟材料上部放置加载铁块加压，在箱体下部的活动窗口处，挖空部分材料，模拟采空区；挖空部分材料后，上部的材料会出现垮落现象，整个模型呈现出垮落带、裂隙带、弯曲下沉带，模拟采矿过程中采场上覆岩层的三带分布。通过模型的演示，可以直观的观察到覆岩的三带分布，帮助学生认识和理解三带理论。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种采矿教学模型，尤其是涉及一种采场覆岩三带分布的教学演示模型。
背景技术
在采矿工程专业教学中，采场上覆岩层的三带(垮落带、裂隙带、弯曲下沉带)分布理论常采用理论讲述、多媒体课件展示的教学方法。但是，由于常规的教学方法无法将覆岩分布和运动过程直观的展现，学生在学习和认识三带理论时存在困难。现有的覆岩三带实验设备很少，而且实验规模大，需要的材料成本高，时间长，不适用于采矿专业的教学。
发明内容
针对上述现有技术存在的问题，本实用新型提供一种覆岩三带教学演示模型，其直观性强，并能模拟覆岩运动过程，有助于学生透彻认识和理解三带理论。
为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种覆岩三带教学演示模型，它包括：箱体、相似模拟材料、加载铁块、活动窗口；所述的箱体(1)由厚度8～10mm的有机玻璃板组装粘合而成，其中箱体的长为1～1.5m、宽为0.4～0.6m、高为0.8～1.2m，其上部敞口，正面下部开设有长为50cm，宽为10cm的活动窗口，用于开挖箱体内的相似模拟材料；在箱体的底部均匀布设20个直径为4mm的排水孔；覆岩三带模拟充填材料，由石英砂、碳酸钙、石膏、水配比混合制成；覆岩三带中的弯曲下沉带、裂隙带、垮落带，分别用不同配比的相似模拟材料模拟。弯曲下沉带的配比，石英砂∶碳酸钙∶石膏∶水＝16∶1∶1∶2；裂隙带的配比，石英砂∶碳酸钙∶石膏∶水＝30∶2∶2∶3；垮落带的配比，石英砂∶碳酸钙∶石膏∶水＝20∶2∶1∶2。各带材料混合均匀后，将垮落带、裂隙带、弯曲下沉带由下到上依次充填，各层之间撒入适量云母粉。加载铁块，由工字钢切割制成，每块工字钢长度为8～10cm，根据上覆岩层的模拟重量，配置加载铁块的数量。放在模型顶部对模型加载，模拟上覆岩层的重量。
本实用新型的有益效果是：通过覆岩三带教学演示模型，将覆岩的三带分布、运动过 程直观的展现出来，具有透视性好，立体感强，使学生更加深刻地理解覆岩三带分布和矿山压力理论。同时，本模型可以重复使用，让学生亲自配比相似材料，使学生更加深入了解相似模拟实验原理，提高了学生的学习兴趣，丰富了采矿工程教学手段。
附图说明
图1是覆岩三带教学演示模型结构示意图；
图2是覆岩三带教学演示模型结构示意侧视图；
图3是演示模型覆岩三带的演示效果示意图；
图1、2、3中：1、箱体，2、相似模拟材料，3、加载铁块，4、活动窗口。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步说明。
如图1、图2所示，本实用新型一种覆岩三带教学演示模型，包括箱体1、相似模拟材料2、加载铁块3及活动窗口4。箱体1为长方形，用厚度为8～10mm的有机玻璃板组装粘贴而成，箱体的顶面为敞口，箱体正面最下部开设活动窗口4，尺寸长为50cm、宽为10cm。加载铁块3由工字钢切割制成，每块工字钢长度为8-10cm。教学演示时，用加载铁块3加压，在箱体1下部的活动窗口4处，使用工具将部分充填材料挖去，形成一个长为50cm、宽为100cm、高为10cm的空间，模拟采空区。伴随部分充填材料被挖空，相似模拟材料2开始出现垮落，形成三带分布。如图3所示，相似模拟材料2由下到上分别呈现垮落带、裂隙带、弯曲下沉带。通过演示模型，清晰的展现出垮落带的垮落现象、裂隙带的裂隙发育和弯曲下沉带的弯曲现象。本实用新型将采场覆岩的运动规律清晰直观的展现出来，使学生更加深刻地理解覆岩三带分布和矿山压力理论。同时，让学生亲自配比相似材料，使学生更加深入了解相似模拟实验原理，提高了学生的学习兴趣，丰富了采矿工程教学手段。
Claims (3)
1.一种覆岩三带教学演示模型，其特征在于，包括箱体(1)、相似模拟材料(2)、加载铁块(3)及活动窗口(4)，在相似模拟材料(2)上部放置加载铁块(3)加压，在箱体(1)下部的活动窗口(4)处，挖空部分相似模拟材料(2)，模拟采空区；挖空部分相似模拟材料(2)后，上部的相似模拟材料(2)会出现垮落现象，整个覆岩三带教学演示模型呈现出垮落带、裂隙带、弯曲下沉带，模拟采矿过程中采场上覆岩层的三带分布。
2.根据权利要求1所述的一种覆岩三带教学演示模型，其特征在于，所述的箱体(1)由厚度8～10mm的有机玻璃板组装粘合而成，其中箱体(1)的长为1～1.5m、宽为0.4～0.6m、高为0.8～1.2m，其上部敞口，正面下部开设有长为50cm，宽为10cm的活动窗口(4)。
3.根据权利要求1所述的一种覆岩三带教学演示模型，其特征在于，所述的加载铁块(3)，为工字钢，其长度为8-10cm。
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