錨桿錨索聯(lián)合支護下的頂板離層觀測教學(xué)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種頂板離層觀測教學(xué)裝置及方法，尤其是一種適用于在錨桿錨索聯(lián)合支護下的頂板離層觀測教學(xué)裝置及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在我國的巷道支護中，普遍采用錨桿錨索聯(lián)合支護的方式，錨桿的作用是及時支護和加固巷道周圍淺部圍巖，來提高圍巖的整體承載能力和自身穩(wěn)定性。通過對錨索施加預(yù)緊力，可以進一步提高錨桿支護的支護強度，使圍巖變形破壞得到控制；當(dāng)圍巖的破壞范圍超過錨桿的錨固長度時，通過預(yù)緊力錨索的懸吊作用，將頂板松動的巖石懸吊在深部穩(wěn)定的巖層中，防止頂板失控冒落。現(xiàn)有的頂板離層儀可以分別顯示錨桿和錨索長度范圍內(nèi)和錨桿范圍外的頂板巖層的離層情況，頂板離層儀可以對頂板離層情況提供直觀顯示，及時發(fā)現(xiàn)頂板失穩(wěn)的征兆，以避免冒頂事故的發(fā)生；同時，頂板離層儀還可以監(jiān)測巖體變形狀況，作為修改、完善錨桿和錨索支護初始設(shè)計參數(shù)的重要依據(jù)。目前，由于現(xiàn)場中使用的頂板離層儀無法進行演示，考慮到礦井的生產(chǎn)安全等問題，技術(shù)工作人員無法直觀的了解頂板離層儀的工作原理。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]技術(shù)問題:本實用新型的目的是為了表現(xiàn)錨桿錨索聯(lián)合支護的機理以及頂板離層儀的工作原理，提供了一種結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉的錨桿錨索聯(lián)合支護下的頂板離層觀測教學(xué)裝置及使用方法，可細致形象的展示出錨桿錨索聯(lián)合支護的機理以及頂板離層儀的工作原理。
[0004]技術(shù)方案:本實用新型的錨桿錨索聯(lián)合支護下的頂板離層觀測教學(xué)裝置，包括固定在三腳架上的鋼架，所述鋼架內(nèi)側(cè)壁上設(shè)有齒條，鋼架內(nèi)設(shè)有多塊硬質(zhì)塑料地層模塊，多塊硬質(zhì)塑料地層模塊由對稱設(shè)置的鋼絞線串接吊掛在鋼架上，所述的多塊硬質(zhì)塑料地層模塊之間安設(shè)有長桿手柄，長桿手柄位于鋼架內(nèi)側(cè)兩端的桿體上設(shè)有可在鋼架內(nèi)側(cè)壁齒條上移動的齒輪；所述的多塊硬質(zhì)塑料地層模塊中心線兩側(cè)對稱設(shè)有將其串接在一起的可伸縮錨索，所述的可伸縮錨索的頂部固定在鋼架的頂端，可伸縮錨索的底部依次經(jīng)鋼帶、托盤減摩墊片、扭矩螺母固定在最下面一塊的硬質(zhì)塑料地層模塊上；所述的可伸縮錨索兩側(cè)對稱設(shè)有可伸縮錨桿，所述可伸縮錨桿的頂部固定在任意兩塊硬質(zhì)塑料地層模塊之間，可伸縮錨桿的底部依次經(jīng)鋼帶、托盤減摩墊片、扭矩螺母固定在最下面一塊的硬質(zhì)塑料地層模塊上；所述最下面一塊的硬質(zhì)塑料地層模塊中部設(shè)有外測筒、固定外測筒的套管，外測筒內(nèi)套裝有內(nèi)測筒，每層硬質(zhì)塑料地層模塊的底部均設(shè)有一個淺部基點錨固器，每個淺部基點錨固器各由一根鋼絞線與外測筒相連接，所述鋼架中部頂面上設(shè)有一個深部基點錨固器，深部基點錨固器通過鋼絞線與內(nèi)測筒相連接。
[0005]所述鋼架兩側(cè)設(shè)有凹槽，硬質(zhì)塑料地層模塊的兩端均卡裝在鋼架兩側(cè)的凹槽內(nèi)。
[0006]所述的多層硬質(zhì)塑料地層模塊為3?8層。
[0007]所述多層硬質(zhì)塑料地層模塊的底端均設(shè)有與鋼絞線相連的緊固件。
[0008]有益效果:由于采用了上述技術(shù)方案，本實用新型提供了安全、簡單的演示模型，能充分的演示出錨桿錨索聯(lián)合支護的機理以及頂板離層的工作原理，在教學(xué)實踐中也能夠讓學(xué)生更加細致的學(xué)習(xí)和掌握錨桿錨索聯(lián)合支護技術(shù)以及頂板離層的工作原理。通過不同要求進行多種實驗，分別顯示錨桿和錨索長度范圍內(nèi)和錨桿范圍外的頂板巖層的離層情況，可以對頂板離層情況提供直觀顯示，有助于研究現(xiàn)場發(fā)生頂板失穩(wěn)的征兆，避免冒頂事故的發(fā)生；同時還可以監(jiān)測巖體變形狀況，作為修改、完善錨桿和錨索支護初始設(shè)計參數(shù)的重要依據(jù)。其結(jié)構(gòu)簡單，操作的方便，在本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)具有廣泛的實用性。
【附圖說明】
[0009]圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0010]圖2是圖1中錨桿結(jié)構(gòu)示意圖；
[0011]圖3是圖1中錨索結(jié)構(gòu)示意圖；
[0012]圖4是圖1中硬質(zhì)塑料地層模塊和基點錨固器結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013]圖中:1一鋼架；2—齒輪；3—長桿手柄；4一二腳架；5—可伸縮銷桿；6—鋼帶；7—托盤；8—基點錨固器；9一套管；10—外測筒；11 一內(nèi)測筒；12—減摩墊片；13—扭矩螺母；14一鋼絞線；15—可伸縮錨索；16—淺部基點錨固器；17—深部基點錨固器；18—緊固件；19一硬質(zhì)塑料地層模塊。
【具體實施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖對本實用新型的一個實施例作進一步的描述:
[0015]本實用新型的錨桿錨索聯(lián)合支護下的頂板離層觀測教學(xué)裝置，主要由鋼架1、齒輪2、長桿手柄3、三腳架4、可伸縮銷桿5、鋼帶6、托盤7、基點銷固器8、套管9、外測筒10、內(nèi)測筒11、減摩墊片12、扭矩螺母13、鋼絞線14、可伸縮錨索15、淺部基點錨固器16、深部基點錨固器17、緊固件18、硬質(zhì)塑料地層模塊19組成；鋼架1固定在三腳架4上，所述鋼架1內(nèi)側(cè)壁上設(shè)有齒條，鋼架1內(nèi)設(shè)有多塊硬質(zhì)塑料地層模塊19，多塊硬質(zhì)塑料地層模塊19由對稱設(shè)置的鋼絞線14串接吊掛在鋼架1上，所述的多層硬質(zhì)塑料地層模塊19為3?8層，所述多層硬質(zhì)塑料地層模塊19的底端均設(shè)有與鋼絞線14相連的緊固件18。所述鋼架1兩側(cè)設(shè)有凹槽，硬質(zhì)塑料地層模塊19的兩端均卡裝在鋼架1兩側(cè)的凹槽內(nèi)。所述的硬質(zhì)塑料地層模塊19表面涂有規(guī)范的地層充填圖案，來表示不同巖性的地層，多塊硬質(zhì)塑料地層模塊19之間安設(shè)有長桿手柄3，硬質(zhì)塑料地層模塊19之間通過鋼絞線14相互連接在一起，每一層的鋼絞線14均纏繞在對應(yīng)的長桿手柄3的上面，鋼絞線14的終端固定在長桿手柄3上面，硬質(zhì)塑料地層模塊19的頂層通過鋼絞線14與鋼架1相連接，硬質(zhì)塑料地層模塊19的兩端均固定在鋼架1兩側(cè)，每層硬質(zhì)塑料地層模塊19的底端都安設(shè)有頂板離層的淺部基點錨固器16，在鋼架1上面安設(shè)深部基點錨固器17，每個淺部基點錨固器16各用一根鋼絞線14與頂板離層儀的外測筒10相連接，深部基點錨固器17通過鋼絞線14與頂板離層儀的內(nèi)測筒11相連接，鋼架1通過三腳架4穩(wěn)固在地面上。長桿手柄3位于鋼架1內(nèi)側(cè)兩端的桿體上設(shè)有可在鋼架1內(nèi)側(cè)壁齒條上移動的齒輪2 ;所述的多塊硬質(zhì)塑料地層模塊19中心線兩側(cè)對稱設(shè)有將其串接在一起的可伸縮錨索15，所述的可伸縮錨索15的頂部固定在鋼架I的頂端，可伸縮錨索15的底部依次經(jīng)鋼帶6、托盤7減摩墊片12、扭矩螺母13固定在最下面一塊的硬質(zhì)塑料地層模塊19上；所述的可伸縮錨索15兩側(cè)對稱設(shè)有可伸縮錨桿5，所述可伸縮錨桿5的頂部固定在任意兩塊硬質(zhì)塑料地層模塊19之間，可伸縮錨桿5的底部依次經(jīng)鋼帶6、托盤7減摩墊片12、扭矩螺母13固定在最下面一塊的硬質(zhì)塑料地層模塊19上；所述最下面一塊的硬質(zhì)塑料地層模塊19中部設(shè)有外測筒10、固定外測筒10的套管9，外測筒10內(nèi)套裝有內(nèi)測筒11，每層硬質(zhì)塑料地層模塊19的底部均設(shè)有一個淺部基點錨固器16，每個淺部基點錨固器16各由一根鋼絞線與外測筒10相連接，所述鋼架I中部頂面上設(shè)有一個深部基點錨固器17，深部基點錨固器17通過鋼絞線與內(nèi)測筒11相連接。
[0016]使用時，搖動長桿手柄3，帶動齒輪轉(zhuǎn)動，纏繞在長桿手柄3上面的鋼絞線松開，硬質(zhì)塑料地層模塊19開始下沉，帶動可伸縮錨桿錨索的變形，即可實現(xiàn)頂板離層的模擬；通過搖動不同位置的長桿手柄3，可以演示出錨桿和錨索聯(lián)合支護作用的原理；通過測量兩個基點同頂板表面相對位移變化，測得頂板總離層(或下沉)量即外測筒讀數(shù)，相對于深基點錨固范圍外的離層量即外測筒讀數(shù)和內(nèi)測筒讀數(shù)的差值，相對于淺基點錨固范圍內(nèi)的離層量即內(nèi)測筒讀數(shù)。
【主權(quán)項】
1.一種錨桿錨索聯(lián)合支護下的頂板離層觀測教學(xué)裝置，其特征在于:它包括固定在三腳架(4)上的鋼架(1 )，所述鋼架(1)內(nèi)側(cè)壁上設(shè)有齒條，鋼架(1)內(nèi)設(shè)有多塊硬質(zhì)塑料地層模塊(19)，多塊硬質(zhì)塑料地層模塊(19)由對稱設(shè)置的鋼絞線(14)串接吊掛在鋼架(1)上，所述的多塊硬質(zhì)塑料地層模塊(19)之間安設(shè)有長桿手柄(3)，長桿手柄(3)位于鋼架(1)內(nèi)側(cè)兩端的桿體上設(shè)有可在鋼架(1)內(nèi)側(cè)壁齒條上移動的齒輪(2);所述的多塊硬質(zhì)塑料地層模塊(19)中心線兩側(cè)對稱設(shè)有將其串接在一起的可伸縮錨索(15)，所述的可伸縮錨索(15)的頂部固定在鋼架(1)的頂端，可伸縮錨索(15)的底部依次經(jīng)鋼帶(6)、托盤(7)減摩墊片(12)、扭矩螺母(13)固定在最下面一塊的硬質(zhì)塑料地層模塊(19)上；所述的可伸縮錨索(15)兩側(cè)對稱設(shè)有可伸縮錨桿(5)，所述可伸縮錨桿(5)的頂部固定在任意兩塊硬質(zhì)塑料地層模塊(19 )之間，可伸縮錨桿(5 )的底部依次經(jīng)鋼帶(6 )、托盤(7 )減摩墊片(12 )、扭矩螺母(13)固定在最下面一塊的硬質(zhì)塑料地層模塊(19)上；所述最下面一塊的硬質(zhì)塑料地層模塊(19 )中部設(shè)有外測筒(10 )、固定外測筒(10 )的套管(9 )，外測筒(10 )內(nèi)套裝有內(nèi)測筒(11)，每層硬質(zhì)塑料地層模塊(19)的底部均設(shè)有一個淺部基點錨固器(16)，每個淺部基點錨固器(16)各由一根鋼絞線與外測筒(10)相連接，所述鋼架(1)中部頂面上設(shè)有一個深部基點錨固器(17)，深部基點錨固器(17)通過鋼絞線與內(nèi)測筒(11)相連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種錨桿錨索聯(lián)合支護下的頂板離層觀測教學(xué)裝置，其特征在于:所述鋼架(1)兩側(cè)設(shè)有凹槽，硬質(zhì)塑料地層模塊(19)的兩端均卡裝在鋼架(1)兩側(cè)的凹槽內(nèi)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種錨桿錨索聯(lián)合支護下的頂板離層觀測教學(xué)裝置，其特征在于:所述的多層硬質(zhì)塑料地層模塊(19)為3?8層。4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的一種錨桿錨索聯(lián)合支護下的頂板離層觀測教學(xué)裝置，其特征在于:所述多層硬質(zhì)塑料地層模塊(19)的底端均設(shè)有與鋼絞線(14)相連的緊固件(18)。
【專利摘要】一種錨桿錨索聯(lián)合支護下頂板離層觀測教學(xué)裝置，主要包括可伸縮錨桿、基點錨固器、套管、外測筒、內(nèi)測筒、鋼絞線、可伸縮錨索、硬質(zhì)塑料地層模塊；硬質(zhì)塑料地層模塊之間通過鋼絞線連接在一起，每個硬質(zhì)塑料地層模塊表面都涂有規(guī)范的地層填充圖案來表示不同巖性的地層，硬質(zhì)塑料地層模塊之間可以互相移動，模擬離層現(xiàn)象，可伸縮錨桿和可伸縮錨索安裝在硬質(zhì)塑料地層模塊中，頂板離層儀的內(nèi)、外測筒和套管通過鋼絞線與硬質(zhì)塑料地層模塊和鋼架相連，通過長桿手柄連接的齒輪和鋼絞線來控制硬質(zhì)塑料地層模塊的上下移動，演示頂板離層的變化過程。該演示裝置結(jié)構(gòu)簡單，能充分演示出錨桿錨索聯(lián)合支護的機理以及頂板離層儀的工作原理。
【IPC分類】G09B25/02
【公開號】CN204965904
【申請?zhí)枴緾N201520694759
【發(fā)明人】王志民, 萬志軍, 張源, 董博, 張健, 張栩強
【申請人】中國礦業(yè)大學(xué)
【公開日】2016年1月13日
【申請日】2015年9月9日