[發明專利]一種采礦中包含承壓含水層和潛水含水層的教學裝置

在審

• 申請號: 201810453890.X
• 申請日: 2018-05-14
• 公開（公告）號: CN108630082A
• 公開（公告）日: 2018-10-09
• 發明（設計）人: 劉柳平
• 申請（專利權）人: 劉柳平
• 主分類號: G09B23/40
• 分類號: G09B23/40
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種采礦中包含承壓含水層和潛水含水層的教學裝置，包括模擬架(1)和設置在其中的煤層(2)和其他多個巖層，在所述煤層(2)上方設置有潛水含水層(3)，在所述潛水含水層(3)中設置有含水層模擬系統；在所述模擬架(1)上設置有覆巖塌陷監測系統，所述模擬架(1)為長方體結構，在其內部的底部設置有復合土工排水體(901)，形成承壓含水層。本發明所述的采礦中包含承壓含水層和潛水含水層的教學裝置可以高度模擬含水層中水流，水壓和頂底板的位移變化以及對地表沉陷帶來的影響。

技術領域

本發明涉及煤礦及教育領域，特別是涉及一種采礦中包含承壓含水層和潛水含水層的教學裝置。

背景技術

我國華東、華北等礦區內煤系地層普遍被第四系巨厚松散層覆蓋，該松散層底部存在著一層以非膠結沙土、砂礫、礫石為骨架的承壓含水層，鄰近該松散層的工作面在開采過程中，曾發生多起壓架突水災害，部分研究表明，正是由于該松散含水層特殊的載荷傳遞作用，才導致了異常壓架突水災害的發生；同樣的，潛水含水層的滲透系數和影響半徑等特性是礦井基坑等設計的重要參數，因此具有一個包含承壓含水層和潛水含水層的教學裝置對于了解這兩個含水層的功能具有重要意義；

目前的實物教學裝置中很少見到有包含承壓含水層和潛水含水層的教學裝置，特別對于可重復利用的實物教具，就更加稀少。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種結構簡單、成本低、操作簡便的采礦中包含承壓含水層和潛水含水層的教學裝置。

一種采礦中包含承壓含水層和潛水含水層的教學裝置，包括模擬架和設置在其中的煤層和其他多個巖層，在所述煤層上方設置有潛水含水層，在所述潛水含水層中設置有含水層模擬系統；

在所述模擬架上設置有覆巖塌陷監測系統，所述覆巖塌陷監測系統包括直尺和設置在所述模擬架上的水平激光儀，所述水平激光儀設置在所述模擬架的左側，高度與最終鋪設骨料的頂端高度相等；

所述模擬架為長方體結構，在其內部的底部設置有復合土工排水體，形成承壓含水層，在所述模擬架的底部設置有多個滲水孔，在所述模擬架的底部的外側設置有滲透水箱，覆蓋所有的所述滲水孔，所述滲透水箱通過水管與外部水箱相連，在所述水管上設置有控壓閥；

在所述煤層的上方設置有3個包括裂隙的裂隙帶，從下至上依次為第一裂隙帶、第二裂隙帶和第三裂隙帶，長和寬依次為4000×1300mm、3000×900mm和2000×600mm。

本發明所述的采礦中包含承壓含水層和潛水含水層的教學裝置，其中，所述含水層模擬系統包括水平設置的6個圓形水管和8個直管，所述圓形水管由長條形的水管彎曲、首尾連接而成，在其內部形成圓形空間，所述6個圓形水管形成的所述圓形空間同軸設置且直徑不同，所述8個直管的一端均連接在所述圓形空間的軸心上，8個所述直管與6個所述圓形水管相連并將所述圓形水管均勻分隔為8個部分，在每一個相連的點上均設置有噴水孔，8個所述直管與6個所述圓形水管的內部均連通。

本發明所述的采礦中包含承壓含水層和潛水含水層的教學裝置，其中，位于左右兩側的4個所述直管與智能控壓水箱相連，所述智能控壓水箱的控壓區間為0-10MPa；所述噴水孔正常時為封閉狀態，形成一條縫，所述噴水孔的噴水量與水壓有關，二者之間的相關式為：Q＝0.9P+1.25，P為壓力，單位為MPa，Q為流量，單位mL/s，當內部P大于5MPa時，才會有水噴出。

本發明所述的采礦中包含承壓含水層和潛水含水層的教學裝置，其中，所述直管的截面直徑為25mm，所述含水層模擬系統采用高強度塑膠材料制作而成；從里至外每個所述圓形水管的截面直徑依次為10mm，12mm，14mm，16mm，18mm和20mm；形成的圓形空間的直徑依次為150mm，300mm，500mm，900mm，1300mm和1800mm。