[发明专利]一种基于钻孔窥视仪的采煤与地表沉降模拟试验教学装置

权利要求书

1.一种基于钻孔窥视仪的采煤与地表沉降模拟试验教学装置，其特征在于：包括模拟架(1)和设置在其中的煤层(2)和其他多个岩层，在所述煤层(2)上方设置有含水层(3)，在所述含水层(3)中设置有含水层模拟系统，所述含水层模拟系统包括矩形的进水管(301)和条状喷水管(302)，所述矩形进水管(301)与智能控压水箱(303)相连，所述条状喷水管(302)为平行设置的多个，每个所述条状喷水管(302)的两端均与所述矩形进水管(301)相连，且与所述矩形进水管(301)的长和宽形成的角度均为45°；在所述条状喷水管(302)的底部设置有多个喷水孔(304)。

2.根据权利要求1所述的基于钻孔窥视仪的采煤与地表沉降模拟试验教学装置，其特征在于：在所述条状喷水管(302)的底面上粘贴有塑胶贴纸，所述塑胶贴纸和所述条状喷水管(302)的宽度均为8mm，所述塑胶贴纸的长度与所述条状喷水管(302)相等，厚度为1-2mm。

3.根据权利要求2所述的基于钻孔窥视仪的采煤与地表沉降模拟试验教学装置，其特征在于：所述矩形进水管(301)的截面为圆形直径为20mm，所述矩形的长为5300mm，宽为1700mm，所述条状喷水管(302)的截面为正方形，边长为8mm；所述喷水孔(304)的直径为1mm，相邻两个所述喷水孔(304)之间的距离为80mm；所述模拟架(1)的长、宽和高分别为5500mm、1900mm和3000mm，所述智能控压水箱(303)的控压区间为0-4MPa，压力最大控制精度为0.1MPa。

4.根据权利要求3所述的基于钻孔窥视仪的采煤与地表沉降模拟试验教学装置，其特征在于：在所述煤层(2)的上方设置有三层光学钻孔窥视仪(4)，分别设置在所述煤层(2)上方300mm，600mm和900mm处，每层包括3个所述光学钻孔窥视仪(4)，一个位于所述模拟架(1)长度方向的中间位置，两个在两侧，从下至上每层中相邻两个所述光学钻孔窥视仪(4)之间的距离分别为1200mm、800mm和400mm。

5.根据权利要求4所述的基于钻孔窥视仪的采煤与地表沉降模拟试验教学装置，其特征在于：还包括自动抚平加压骨料的相似模拟装置，所述自动抚平加压骨料的相似模拟装置包括设置在所述模拟架(1)上方的支撑杆(502)，在所述支撑杆(502)上活动连接有3个液压支柱(503)，所述液压支柱(503)能够沿所述支撑杆(502)在左右方向上自由滑动，在中间的所述液压支柱(503)的下端连接有抚平装置(504)，两侧的所述液压支柱(503)的下端连接有压实板(505)，所述抚平装置(504)通过旋转轴(506)固定在所述液压支柱(503)的下端，所述抚平装置(504)包括旋转杆(516)和固定在其下端的抚平轮(517)，所述抚平轮(517)由多个弧形的钢制杆体构成，所述旋转轴(506)包括从上至下依次连接的第一支柱卡槽(507)、旋转电机(508)和从动轴(509)，所述旋转轴(506)还包括传动杆(510)，所述传动杆(510)的上端设置在所述旋转电机(508)的中部，下端设置在所述从动轴(509)的底部；

在所述模拟架(1)的两侧分别设置有一个固定支柱(511)，在所述固定支柱(511)上设置有升降装置(512)，所述支撑杆(502)的两端分别固定在两个所述升降装置(512)上。

6.根据权利要求5所述的基于钻孔窥视仪的采煤与地表沉降模拟试验教学装置，其特征在于：所述第一支柱卡槽(507)固定在位于中间的所述液压支柱(503)的下端，所述从动轴(509)的下部和所述旋转杆(516)的上部设置有相互配合的螺纹结构，所述弧形的钢制杆体的数量为4个，所述抚平轮(517)能够顺时针和逆时针旋转；

所述压实板(505)为圆形，在所述压实板(505)的上部设置有第二支柱卡槽(513)，固定在位于两侧的所述液压支柱(503)的下端。