[实用新型]垂直断面法保护煤柱设计的三维教学模型

摘要

本实用新型提供一种垂直断面法保护煤柱设计的三维教学模型，在煤层模拟面板上，沿煤层走向方向，从a3点、b3点、c3点和d3点分别延伸设置4个凹槽，使第1’连杆、第2’连杆、第3’连杆和第4’连杆可分别沿对应凹槽进行滑动；并且，当4个连杆分别沿对应凹槽进行滑动时，4个连杆与交界面模拟面板在走向方向形成的走向基岩移动角δ发生变化；同时，4个连杆与煤层模拟面板的交点也发生变化，进而导致保护煤柱左右边界发生变化。本实用新型可以使学生简单明了的认识到垂直断面法留设保护煤柱过程中各种角度与空间的线性关系，从而极大程度的促进教学效果。

主权项

一种垂直断面法保护煤柱设计的三维教学模型，其特征在于，包括：框架本体(1)，所述框架本体(1)的下部按设定的倾斜角度固定设置有用于代表煤层的煤层模拟面板(2)，即：所述煤层模拟面板(2)的倾斜角度代表煤层的倾斜角度；所述框架本体(1)的上部固定安装有用于代表建筑物的建筑物模拟部件(3)；所述建筑物模拟部件(3)所在平面代表地表层；所述建筑物模拟部件(3)的外切矩形位置设置有用于代表围护带的矩形形状的围护带模拟部件(4)；在所述地表层和所述煤层模拟面板(2)之间，固定设置有用于代表冲积层和基岩的交界面的交界面模拟面板(5)；则：所述地表层到所述交界面模拟面板(5)之间的区域代表冲积层(6)，所述交界面模拟面板(5)以下的区域代表基岩(7)；设矩形形状的围护带模拟部件(4)的四个顶点位置，按逆时针方向，依次为a1点、b1点、c1点和d1点；其中，b1点到a1点的连线、c1点到d1点的连线均与煤层的倾向方向一致；b1点到c1点的连线、a1点到d1点的连线均与煤层的走向方向一致；在b1点到c1点的连线取中点e1点，在a1点到d1点的连线取中点f1点；则：按冲积层移动角φ＝45°，分别从a1点、b1点、c1点、d1点、e1点和f1点固定引出第1连杆、第2连杆、第3连杆、第4连杆、第5连杆和第6连杆，使第1连杆、第2连杆、第3连杆、第4连杆、第5连杆和第6连杆与交界面模拟面板(5)相交于a2点、b2点、c2点、d2点、e2点和f2点；按煤层走向基岩移动角δ，分别从a2点、b2点、c2点、d2点向下引出第1’连杆、第2’连杆、第3’连杆和第4’连杆，与煤层模拟面板(2)分别相交于a3点、b3点、c3点和d3点；从冲积层向下山方向，按上山基岩移动角γ＝75°，从e2点向下引出第5’连杆，与煤层模拟面板(2)相交于e3点；从冲积层向上山方向，按下山基岩移动角β＝47°，从f2点向下引出第6’连杆，与煤层模拟面板(2)相交于f3点；则：经过b3和a3，设置第1边界模拟带L1，L1即为保护煤柱左边界；经过c3和d3，设置第2边界模拟带L2，L2即为保护煤柱右边界；经过e3点，设置与围护带模拟部件(4)的b1c1平行的第3边界模拟带L3，L3即为下山方向保护煤柱边界；经过f3点，设置与围护带模拟部件(4)的a1d1平行的第4边界模拟带L4，L4即为上山方向保护煤柱边界；此外，在煤层模拟面板(2)上，沿煤层的走向方向，从a3点、b3点、c3点和d3点分别延伸设置第1凹槽(2.1)、第2凹槽(2.2)、第3凹槽(2.3)和第4凹槽(2.4)，使第1’连杆、第2’连杆、第3’连杆和第4’连杆可分别沿所述第1凹槽(2.1)、所述第2凹槽(2.2)、所述第3凹槽(2.3)和所述第4凹槽(2.4)进行滑动；并且，当第1’连杆、第2’连杆、第3’连杆和/或第4’连杆分别沿所述第1凹槽(2.1)、所述第2凹槽(2.2)、所述第3凹槽(2.3)和所述第4凹槽(2.4)进行滑动时，第1’连杆、第2’连杆、第3’连杆、第4’连杆与交界面模拟面板(5)在走向方向形成的线面角，即走向基岩移动角δ发生变化；同时，第1’连杆、第2’连杆、第3’连杆和/或第4’连杆与煤层模拟面板(2)的交点a3、b3、c3和d3也发生变化，进而导致保护煤柱左边界和/或保护煤柱右边界发生变化。