一种厚煤层分层开采的教学模拟装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种厚煤层分层开采的教学模拟装置，包括模型支架(1)，在其中设置有上煤层模拟系统(2)、下煤层模拟系统(3)、再造假顶模拟系统(4)和多个其他岩层；所述上煤层模拟系统(2)设置在所述下煤层模拟系统(3)的上部，所述上煤层模拟系统(2)和所述下煤层模拟系统(3)均由多个铁棍(5)从左到右依次排列而成；所述再造假顶模拟系统(4)由多个第一塑料片(6)和多个第二塑料片(7)交错设置并且活动连接而成。本发明专利技术所述的厚煤层分层开采的教学模拟装置完全还原模拟煤层分层开采场景以及对顶底板造成的规律影响研究。

A teaching simulation device for layered mining of thick coal seam

The invention discloses a teaching simulation device for thick coal seam slicing mining, which comprises a model support (1), wherein an upper coal seam simulation system (2), a lower coal seam simulation system (3), a reconstructed false roof simulation system (4) and a plurality of other rock strata are arranged; the upper coal seam simulation system (2) is arranged at the upper part of the lower coal seam simulation system (3). The upper coal seam simulation system (2) and the lower coal seam simulation system (3) are arranged in sequence from left to right by a plurality of iron bars (5), and the reconstructed false roof simulation system (4) is formed by a plurality of first plastic sheets (6) and a plurality of second plastic sheets (7) interlaced and movably connected. The teaching simulation device of the thick coal seam slicing mining described in the invention completely restores the simulated coal seam slicing mining scene and studies the influence of the law caused by the roof and floor.

【技术实现步骤摘要】
一种厚煤层分层开采的教学模拟装置
本专利技术涉及矿业领域教学研究与科研实验，特别是涉及一种厚煤层分层开采的教学模拟装置。
技术介绍
三维相似模拟就是传统的相似模拟实验的优化与改良，传统的二维相似模拟宽度只有20cm，完全没有考虑边界效应对开采压力的影响，同时，目前为止相似模拟都没有考虑到伪顶的影响，这些都是不完全符合相似实验的原则；同时，分层开采是当煤层很厚时，将煤层分成若干层，一般是2层或3层，分别开采。这种回采工艺就叫做“分层开采”，分层开采由很多问题需要在煤层开采之前确定清楚，比如下分层滞后时间，采掘接续进度安排，以及对顶板岩性的需求等问题，甚至是分两层还是分三层更有利于安全生产，这些问题通过合理的相似模拟来研究。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种完全还原模拟煤层分层开采场景以及对顶底板造成的规律影响研究的厚煤层分层开采的教学模拟装置。一种厚煤层分层开采的教学模拟装置，包括模型支架，在其中设置有上煤层模拟系统、下煤层模拟系统、再造假顶模拟系统和多个其他岩层；所述上煤层模拟系统设置在所述下煤层模拟系统的上部，所述上煤层模拟系统和所述下煤层模拟系统均由多个铁棍从左到右依次排列而成；所述再造假顶模拟系统由多个第一塑料片和多个第二塑料片交错设置并且活动连接而成，所述第一塑料片和所述第二塑料片的数量总和与所述上煤层模拟系统中的所述铁棍数量一致，并且每个所述第一塑料片和所述第二塑料片的后端分别连接一个所述铁棍的前端。本专利技术所述的厚煤层分层开采的教学模拟装置，其中，所述第一塑料片包括第一板体和固定在其左右两侧的第一连接件，所述第一连接件包括第一侧板和固定在其顶端的第一限位片，所述第一侧板的底端与所述第一板体连接，所述第一限位片水平设置并向内侧延伸；所述第二塑料片包括第二板体和固定在其左右两侧的第二连接件，所述第二连接件包括第二侧板和固定在其底端的第二限位片，所述第二侧板的顶端与所述第二板体连接，所述第二限位片水平设置并向内侧延伸；相邻的所述第一连接件和所述第二连接件扣合连接，并且二者之间能够相对自由滑动。本专利技术所述的厚煤层分层开采的教学模拟装置，其中，所述模型支架包括底板和固定在其左右两侧的两个支架侧板，在所述支架侧板上设置有多个通孔；所述铁棍的前端设置在所述模型支架的前端，长度长于所述模型支架的宽度。本专利技术所述的厚煤层分层开采的教学模拟装置还包括煤柱模拟系统，由煤柱顶板、煤柱底板和两个煤柱侧板构成，所述煤柱模拟系统的前端与所述模型支架的前端对齐。本专利技术所述的厚煤层分层开采的教学模拟装置，其中，在所述上煤层模拟系统和所述下煤层模拟系统的左右两侧填充有骨料。本专利技术所述的厚煤层分层开采的教学模拟装置，其中，所述模型支架的长宽高分别为5000mm、2600mm和4800mm；所述铁棍为长方体，高度和宽度为模拟煤厚的一半，在所述上煤层模拟系统中，所述铁棍的长度为3000mm，在所述下煤层模拟系统中，所述铁棍的长度为2800mm；所述第一塑料片和所述第二塑料片的宽度与所述铁棍的宽度相同，长度为2300mm。本专利技术所述的厚煤层分层开采的教学模拟装置，其中，所述煤柱模拟系统的材质为铁，长为4000mm、宽为300mm、壁厚3mm、高度为模拟煤厚。本专利技术所述的厚煤层分层开采的教学模拟装置，其中，所述模型支架由高强度钢制成，在其底部设置有多个支腿。本专利技术所述的厚煤层分层开采的教学模拟装置，其中，所述模型支架的前侧板和后侧板由多个侧护板上下堆叠固定而成，所述侧护板包括竖直设置的固定板和固定在所述固定板上端和下端的水平设置的支撑板，在所述固定板的左右两侧采用螺丝固定；在所述前侧板上，所述上煤层模拟系统所处的位置，设置有供所述再造假顶系统通过的长条形通孔，在所述后侧板上，所述上煤层模拟系统和下煤层模拟系统所处位置的上下两个所述侧护板之间设置有供所述上煤层模拟系统和所述下煤层模拟系统穿出的间隙；待模型晾干以后，拆下所述前侧板和所述后侧板。本专利技术所述的厚煤层分层开采的教学模拟装置使用方法，包括如下步骤：从左至右依次拔出所述上煤层模拟系统中的所述铁棍，模拟上层煤层开采，对应的所述第一塑料片或所述第二塑料片依次带入，每个所述铁棍在前端距离所述模型支架的后侧300mm处停止，在模拟下层煤层开采之前，所述第一塑料片和所述第二塑料片均已经带入到了所述模型支架中并衔接在一起，形成了一层再造顶板，上层煤层开采完毕，开始下层煤层的开采，从左至右依次拔出所述下煤层模拟系统中的所述铁棍，模拟下层煤层开采，每个所述铁棍在前端距离所述模型支架的后侧300mm处停止。本专利技术厚煤层分层开采的教学模拟装置与现有技术不同之处在于：本专利技术厚煤层分层开采的教学模拟装置设计了一套三维相似模拟试验系统，完全还原模拟煤层分层开采场景以及对顶底板造成的规律影响研究，包括模拟下分层滞后时间，采掘接续进度安排，以及对顶板岩性的需求等问题，甚至是分两层还是分三层更有利于安全生产等。下面结合附图对本专利技术的厚煤层分层开采的教学模拟装置作进一步说明。附图说明图1为本专利技术的整体结构示意图；图2为本专利技术中上煤层模拟系统和下煤层模拟系统的后视图；图3为本专利技术中再造假顶模拟系统的后视结构示意图；图4为本专利技术装置在工作状态下的俯视结构示意图；图5为本专利技术中的煤柱模拟系统的后视结构示意图；图6为本专利技术装置中模型支架的前侧板的结构示意图；图7为本专利技术装置中模型支架的后侧板的结构示意图。具体实施方式如图1～图7所示，一种厚煤层分层开采的教学模拟装置，包括模型支架1，在其中设置有上煤层模拟系统2、下煤层模拟系统3、再造假顶模拟系统4和多个其他岩层；上煤层模拟系统2设置在下煤层模拟系统3的上部，上煤层模拟系统2和下煤层模拟系统3均由多个铁棍5从左到右依次排列而成；再造假顶模拟系统4由多个第一塑料片6和多个第二塑料片7交错设置并且活动连接而成，第一塑料片6和第二塑料片7的数量总和与上煤层模拟系统2中的铁棍5数量一致，并且每个第一塑料片6和第二塑料片7的后端分别连接一个铁棍5的前端。以下为优选技术方案：第一塑料片6包括第一板体601和固定在其左右两侧的第一连接件，第一连接件包括第一侧板602和固定在其顶端的第一限位片603，第一侧板602的底端与第一板体601连接，第一限位片603水平设置并向内侧延伸；第二塑料片7包括第二板体701和固定在其左右两侧的第二连接件，第二连接件包括第二侧板702和固定在其底端的第二限位片703，第二侧板702的顶端与第二板体702连接，第二限位片703水平设置并向内侧延伸；相邻的第一连接件和第二连接件扣合连接，并且二者之间能够相对自由滑动。再造假顶模拟系统4由聚丙烯为主要原料的塑料制成。模型支架1包括底板101和固定在其左右两侧的两个支架侧板102(可以是一体成型的)，在支架侧板102上设置有多个通孔103，主要目的是为了传输线路等，材质为高强度钢；铁棍5的前端设置在模型支架1的前端，长度长于模型支架1的宽度。厚煤层分层开采的教学模拟装置还包括煤柱模拟系统8，由煤柱顶板、煤柱底板和两个煤柱侧板构成，煤柱模拟系统8的前端与模型支架1的前端对齐。在上煤层模拟系统2和下煤层模拟系统3的左右两侧填充有骨料。模型支架1的长宽高分别为5000mm、2600mm和4800mm；铁本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种厚煤层分层开采的教学模拟装置，其特征在于：包括模型支架(1)，在其中设置有上煤层模拟系统(2)、下煤层模拟系统(3)、再造假顶模拟系统(4)和多个其他岩层；所述上煤层模拟系统(2)设置在所述下煤层模拟系统(3)的上部，所述上煤层模拟系统(2)和所述下煤层模拟系统(3)均由多个铁棍(5)从左到右依次排列而成；所述再造假顶模拟系统(4)由多个第一塑料片(6)和多个第二塑料片(7)交错设置并且活动连接而成，所述第一塑料片(6)和所述第二塑料片(7)的数量总和与所述上煤层模拟系统(2)中的所述铁棍(5)数量一致，并且每个所述第一塑料片(6)和所述第二塑料片(7)的后端分别连接一个所述铁棍(5)的前端。

【技术特征摘要】
1.一种厚煤层分层开采的教学模拟装置，其特征在于：包括模型支架(1)，在其中设置有上煤层模拟系统(2)、下煤层模拟系统(3)、再造假顶模拟系统(4)和多个其他岩层；所述上煤层模拟系统(2)设置在所述下煤层模拟系统(3)的上部，所述上煤层模拟系统(2)和所述下煤层模拟系统(3)均由多个铁棍(5)从左到右依次排列而成；所述再造假顶模拟系统(4)由多个第一塑料片(6)和多个第二塑料片(7)交错设置并且活动连接而成，所述第一塑料片(6)和所述第二塑料片(7)的数量总和与所述上煤层模拟系统(2)中的所述铁棍(5)数量一致，并且每个所述第一塑料片(6)和所述第二塑料片(7)的后端分别连接一个所述铁棍(5)的前端。2.根据权利要求1所述的厚煤层分层开采的教学模拟装置，其特征在于：所述第一塑料片(6)包括第一板体(601)和固定在其左右两侧的第一连接件，所述第一连接件包括第一侧板(602)和固定在其顶端的第一限位片(603)，所述第一侧板(602)的底端与所述第一板体(601)连接，所述第一限位片(603)水平设置并向内侧延伸；所述第二塑料片(7)包括第二板体(701)和固定在其左右两侧的第二连接件，所述第二连接件包括第二侧板(702)和固定在其底端的第二限位片(703)，所述第二侧板(702)的顶端与所述第二板体(702)连接，所述第二限位片(703)水平设置并向内侧延伸；相邻的所述第一连接件和所述第二连接件扣合连接，并且二者之间能够相对自由滑动。3.根据权利要求2所述的厚煤层分层开采的教学模拟装置，其特征在于：所述模型支架(1)包括底板(101)和固定在其左右两侧的两个支架侧板(102)，在所述支架侧板(102)上设置有多个通孔(103)；所述铁棍(5)的前端设置在所述模型支架(1)的前端，长度长于所述模型支架(1)的宽度。4.根据权利要求3所述的厚煤层分层开采的教学模拟装置，其特征在于：还包括煤柱模拟系统(8)，由煤柱顶板、煤柱底板和两个煤柱侧板构成，所述煤柱模拟系统(8)的前端与所述模型支架(1)的前端对齐。5.根据权利要求4所述的厚煤层分层开采的教学模拟装置，其特征在于：在所述上煤层模拟系统(2)和所述下煤层模拟系统(3)的左右两侧填充有骨料。6.根据权利要求5所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜文凤，陈磊，方杰，曹志国，
申请(专利权)人：中国矿业大学北京，
类型：发明
国别省市：北京,11