专利名称：组件式采区巷道布置及透水灾害模拟模型的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种采矿专业教学模型，尤其是涉及一种组件式采区巷道布置及透水灾害模拟模型。
背景技术：
在大学的采矿专业教学中，常用巷道布置模型进行更生动直观的教学，但是现有的巷道布置模型存在诸多缺陷一、透视性差，无法全面的展示巷道的整体构造，并且体积大，造价高；二、未设有模拟透水灾害模型，使学生不能直观学习和掌握矿内发生透水灾害时该如何逃生。
发明内容本实用新型的目的是提供一种组件式采区巷道布置及透水灾害模拟模型，其透视性好，并能模拟采区巷道布置及透水灾害场景，提高学生的学习效果。实现上述目的，本实用新型采取的技术方案是组件式采区巷道布置及透水灾害模拟模型，它包括采区上部车场模型、采区中上部车场模型、采区中下部车场模型、采区下部车场模型及透水灾害模拟模型；采区上部车场模型、采区中上部车场模型、采区中下部车场模型及采区下部车场模型由上至下依次倾斜连接；采区上部车场模型包括回风大巷模拟管、上部轨道上山模拟管、上部运输上山模拟管及区段回风石门模拟管，上部轨道上山模拟管和上部运输上山模拟管并排设置，上部轨道上山模拟管和上部运输上山模拟管上端与回风大巷模拟管固定，上部轨道上山模拟管上靠近回风大巷模拟管处设置绞车房模拟块，上部轨道上山模拟管和上部运输上山模拟管之间设置区段回风石门模拟管，区段回风石门模拟管一端分出两个叉分别与上部轨道上山模拟管和上部运输上山模拟管固定，区段回风石门模拟管中部及另一端各与相应的第一煤层区段回风平巷模拟管中部连接；采区中上部车场模型包括中上部轨道上山模拟管、中上部运输上山模拟管、中上部区段轨道石门模拟管和中上部区段运输石门模拟管，中上部轨道上山模拟管和中上部运输上山模拟管并排设置，中上部轨道上山模拟管和中上部运输上山模拟管之间设置采区变电所模拟管，中上部区段轨道石门模拟管一端与中上部轨道上山模拟管连接，中上部区段运输石门模拟管一端与中上部运输上山模拟管连接，中上部区段运输石门模拟管另一端与第一煤层区段运输平巷模拟管连接，中上部区段轨道石门模拟管另一端与第二煤层区段回风平巷模拟管连接，第一煤层区段运输平巷模拟管与第二煤层区段回风平巷模拟管之间设有第一联络巷模拟管，中上部运输上山模拟管和中上部区段轨道石门模拟管之间设有第一区段溜煤眼模拟管；采区中下部车场模型包括中下部轨道上山模拟管、中下部运输上山模拟管、中下部区段轨道石门模拟管和中下部区段运输石门模拟管，中下部轨道上山模拟管、中下部运输上山模拟管并排设置，中下部轨道上山模拟管与中下部区段轨道石门模拟管一端固定，中下部运输上山模拟管与中下部区段运输石门模拟管一端固定，中下部区段运输石门模拟管与第四煤层区段运输平巷模拟管和第五煤层区段运输平巷模拟管连接，中下部区段轨道石门模拟管与第三煤层区段回风平巷模拟管和第四煤层区段回风平巷模拟管连接，第四煤层区段运输平巷模拟管和第三煤层区段回风平巷模拟管之间设有第二联络巷模拟管，第五煤层区段运输平巷模拟管和第四煤层区段回风平巷模拟管之间设有第三联络巷模拟管，中下部运输上山模拟管和中下部区段轨道石门模拟管之间设有第二区段溜煤眼模拟管；下部车场模型包括下部轨道上山模拟管、下部运输上山模拟管和采区石门模拟管，下部轨道上山模拟管和下部运输上山模拟管并排设置，下部轨道上山模拟管经采区下部车场绕道模拟管与采区石门模拟管连接，下部运输上山模拟管经通风人行斜巷模拟管与采区石门模拟管连接，采区石门模拟管一端设有运输大巷模拟管，运输大巷模拟管与下部运输上山模拟管经采区煤仓模拟管连接，下部轨道上山模拟管和下部运输上山模拟管之间设有上仓斜巷模拟管，上仓斜巷模拟管一端与下部运输上山模拟管连接，上仓斜巷模拟管另一端与下部区段运输石门模拟管连接，采区石门模拟管另一端与下部区段轨道石门模拟管连接，上仓斜巷模拟管和下部区段轨道石门模拟管另一端均与第二煤层区段运输平巷模拟管连接，下部区段运输石门模拟管另一端与第三煤层区段运输平巷模拟管连接；上部轨道上山模拟管下端与中部轨道上山模拟管上端连接，上部运输上山模拟管下端与中部运输上山模拟管上端连接，中部轨道上山模拟管下端与下部轨道上山模拟管上端连接，中部运输上山模拟管下端与下部运输上山模拟管上端连接；第一煤层区段回风平巷模拟管和第一煤层区段运输平巷模拟管两端均固定有同一第一煤层开切眼模拟管，第二煤层区段回风平巷模拟管两端固定有第一煤层采煤工作面模拟管，第四煤层区段运输平巷模拟管的两端与第三煤层开切眼模拟管固定，第二煤层区段回风平巷模拟管和第五煤层区段运输平巷模拟管两端均与第一煤层采煤工作面模拟管固定，第三煤层区段回风平巷模拟管和第二煤层区段运输平巷模拟管两端均固定有第二煤层开切眼模拟管，第四煤层区段回风平巷模拟管和第三煤层区段运输平巷模拟管两端固定有第二煤层采煤工作面模拟管；透水灾害模拟模型包括高位水源、低位水仓、扬水设备、第一电控阀门、第二电控阀门、第三电控阀门及水位传感器，下部轨道上山模拟管附近的上部设置高位水源、下部轨道上山模拟管附近的下部设置低位水仓，高位水源与扬水设备之间通过第一管路连接，扬水设备与低位水仓之间通过第二管路连接，低位水仓与下部轨道上山模拟管之间通过第三管路连接，下部轨道上山模拟管与高位水源之间通过第四管路连接，第一管路上装有第一电控阀门，第三管路上装有第二电控阀门，第四管路上安装有第三电控阀门，下部轨道上山模拟管、高位水源及低位水仓上均装有水位传感器，第一电控阀门、第二电控阀门、第三电控阀门和水位传感器分别用电缆与电源和远端的控制电脑连接。上部轨道上山模拟管、中部轨道上山模拟管、中下部轨道上山模拟管和下部轨道上山模拟管中心线重合设置，上部运输上山模拟管、中部运输上山模拟管、中下部运输上山模拟管和下部运输上山模拟管中心线重合设置。本实用新型相对于现有技术的有益效果是一、本实用新型将组件式采区巷道布置模型和透水灾害模拟模型组合在一起，具有整体空间关系明确，透视性好，立体感强，使学生更能深刻理解矿井采区巷道布置情况，同时还能模拟透水灾害发生情形，给同学以直观感，使学生能直观学习和掌握矿内发生透水灾害时该如何逃生，提高了学生的学习兴趣。
图1是组件式采区巷道布置模型结构示意图；图2是图1中A-A剖面图；图3是采区上部车场模型结构示意图；图4是图3中B-B剖视图；图5是采区中上部车场模型结构示意图；图6是图5中C-C剖面图；图7是采区中下部车场模型结构示意图；图8是图7中D-D剖面图；图9是采区下部车场模型结构示意图；图10是图9中E-E剖面图；图11是透水灾害模拟模型结构示意图。图中回风大巷模拟管1、上部轨道上山模拟管2、上部运输上山模拟管3、区段回风石门模拟管4、第一煤层区段回风平巷模拟管5、绞车房模拟块7、中上部轨道上山模拟管8、中上部运输上山模拟管9、中上部区段轨道石门模拟管10、中上部区段运输石门模拟管11、采区变电所模拟管12、第一煤层区段运输平巷模拟管13、第二煤层区段回风平巷模拟管16、第一联络巷模拟管18、第一区段溜煤眼模拟管19、中下部轨道上山模拟管20、中下部运输上山模拟管21、中下部区段轨道石门模拟管22、中下部区段运输石门模拟管23、第四煤层区段运输平巷模拟管24、第五煤层区段运输平巷模拟管25、第三煤层区段回风平巷模拟管26、第四煤层区段回风平巷模拟管27、第二联络巷模拟管28、第三联络巷模拟管29、第二区段溜煤眼模拟管30、下部轨道上山模拟管31、下部运输上山模拟管32、采区石门模拟管33、通风人行斜巷模拟管34、采区煤仓模拟管35、上仓斜巷模拟管36、下部区段运输石门模拟管37、下部区段轨道石门模拟管38、第二煤层区段运输平巷模拟管39、第三煤层区段运输平巷模拟管40、第一煤层开切眼模拟管41、第三煤层开切眼模拟管43、第一煤层采煤工作面模拟管44、第二煤层开切眼模拟管45、第二煤层采煤工作面模拟管46、采区下部车场绕道模拟管48、运输大巷模拟管49、高位水源50、低位水仓51、扬水设备52、第一管路53、第二管路54、第三管路55、第四管路56连接、第一电控阀门57、水位传感器58、第三电控阀门59、第二电控阀门60。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型做进一步说明如图f图11所示，组件式采区巷道布置及透水灾害模拟模型，它包括采区上部车场模型、采区中上部车场模型、采区中下部车场模型、采区下部车场模型及透水灾害模拟模型；采区上部车场模型、采区中上部车场模型、采区中下部车场模型及采区下部车场模型由上至下依次倾斜连接；采区上部车场模型包括回风大巷模拟管1、上部轨道上山模拟管2、上部运输上山模拟管3及区段回风石门模拟管4，上部轨道上山模拟管2和上部运输上山模拟管3并排设置，上部轨道上山模拟管2和上部运输上山模拟管3上端与回风大巷模拟管I固定，上部轨道上山模拟管2上靠近回风大巷模拟管I处设置绞车房模拟块7，上部轨道上山模拟管2和上部运输上山模拟管3之间设置区段回风石门模拟管4，区段回风石门模拟管4 一端分出两个叉分别与上部轨道上山模拟管2和上部运输上山模拟管3固定，区段回风石门模拟管4中部及另一端各与相应的第一煤层区段回风平巷模拟管5中部连接；采区中上部车场模型包括中上部轨道上山模拟管8、中上部运输上山模拟管9、中上部区段轨道石门模拟管10和中上部区段运输石门模拟管11，中上部轨道上山模拟管8和中上部运输上山模拟管9并排设置，中上部轨道上山模拟管8和中上部运输上山模拟管9之间设置采区变电所模拟管12，中上部区段轨道石门模拟管10—端与中上部轨道上山模拟管8连接，中上部区段运输石门模拟管11 一端与中上部运输上山模拟管9连接，中上部区段运输石门模拟管11另一端与第一煤层区段运输平巷模拟管13连接，中上部区段轨道石门模拟管10另一端与第二煤层区段回风平巷模拟管16连接，第一煤层区段运输平巷模拟管13与第二煤层区段回风平巷模拟管16之间设有第一联络巷模拟管18，中上部运输上山模拟管9和中上部区段轨道石门模拟管10之间设有第一区段溜煤眼模拟管19 ；采区中下部车场模型包括中下部轨道上山模拟管20、中下部运输上山模拟管21、中下部区段轨道石门模拟管22和中下部区段运输石门模拟管23，中下部轨道上山模拟管20、中下部运输上山模拟管21并排设置，中下部轨道上山模拟管20与中下部区段轨道石门模拟管22 —端固定，中下部运输上山模拟管21与中下部区段运输石门模拟管23 —端固定，中下部区段运输石门模拟管23与第四煤层区段运输平巷模拟管24和第五煤层区段运输平巷模拟管25连接，中下部区段轨道石门模拟管22与第三煤层区段回风平巷模拟管26和第四煤层区段回风平巷模拟管27连接，第四煤层区段运输平巷模拟管24和第三煤层区段回风平巷模拟管26之间设有第二联络巷模拟管28，第五煤层区段运输平巷模拟管25和第四煤层区段回风平巷模拟管27之间设有第三联络巷模拟管29，中下部运输上山模拟管21和中下部区段轨道石门模拟管22之间设有第二区段溜煤眼模拟管30 ；下部车场模型包括下部轨道上山模拟管31、下部运输上山模拟管32和采区石门模拟管33，下部轨道上山模拟管31和下部运输上山模拟管32并排设置，下部轨道上山模拟管31经采区下部车场绕道模拟管48与采区石门模拟管33连接，下部运输上山模拟管32经通风人行斜巷模拟管34与采区石门模拟管33连接，采区石门模拟管33 —端设有运输大巷模拟管49，运输大巷模拟管49与下部运输上山模拟管32经采区煤仓模拟管35连接，下部轨道上山模拟管31和下部运输上山模拟管32之间设有上仓斜巷模拟管36，上仓斜巷模拟管36 —端与下部运输上山模拟管32连接,上仓斜巷模拟管36另一端与下部区段运输石门模拟管37连接，采区石门模拟管33另一端与下部区段轨道石门模拟管38连接，上仓斜巷模拟管36和下部区段轨道石门模拟管38另一端均与第二煤层区段运输平巷模拟管39连接，下部区段运输石门模拟管37另一端与第三煤层区段运输平巷模拟管40连接；上部轨道上山模拟管2下端与中部轨道上山模拟管8上端连接，上部运输上山模拟管3下端与中部运输上山模拟管9上端连接，中部轨道上山模拟管8下端与下部轨道上山模拟管31上端连接，中部运输上山模拟管9下端与下部运输上山模拟管32上端连接；第一煤层区段回风平巷模拟管5和第一煤层区段运输平巷模拟管13两端均固定有同一第一煤层开切眼模拟管41，第二煤层区段回风平巷模拟管16两端固定有第一煤层采煤工作面模拟管44，第四煤层区段运输平巷模拟管24的两端与第三煤层开切眼模拟管43固定，第二煤层区段回风平巷模拟管16和第五煤层区段运输平巷模拟管25两端均与第一煤层采煤工作面模拟管44固定，第三煤层区段回风平巷模拟管26和第二煤层区段运输平巷模拟管39两端均固定有第二煤层开切眼模拟管45，第四煤层区段回风平巷模拟管27和第三煤层区段运输平巷模拟管40两端固定有第二煤层采煤工作面模拟管46 ；透水灾害模拟模型包括高位水源50、低位水仓51、扬水设备52、第一电控阀门57、第二电控阀门60、第三电控阀门59及水位传感器58，下部轨道上山模拟管31附近的上部设置高位水源50、下部轨道上山模拟管31附近的下部设置低位水仓51，高位水源50与扬水设备52之间通过第一管路53连接，扬水设备52与低位水仓51之间通过第二管路54连接，低位水仓51与下部轨道上山模拟管31之间通过第三管路55连接，下部轨道上山模拟管31与高位水源50之间通过第四管路56连接，第一管路53上装有第一电控阀门57，第三管路55上装有第二电控阀门60，第四管路56上安装有第三电控阀门59，下部轨道上山模拟管31、高位水源50及低位水仓51上均装有水位传感器58，第一电控阀门57、第二电控阀门60、第三电控阀门59和水位传感器58分别用电缆与电源和远端的控制电脑连接；上部轨道上山模拟管2、中部轨道上山模拟管8、中下部轨道上山模拟管20和下部轨道上山模拟管31中心线重合设置，上部运输上山模拟管3、中部运输上山模拟管9、中下部运输上山模拟管21和下部运输上山模拟管32中心线重合设置。上述结构中，各巷道均采用金属管或PVC管模拟。模拟透水灾害时(参见图11)，控制电脑(图中未表示)操纵扬水设备52，将预先储存于低位水仓51中的水扬升至高位水源50中，当需要演示巷道透水灾害时，控制电脑操纵打开第三电控阀门59，高位水源50的水注入下部轨道上山模拟管31内，当透水灾害演示完毕后，控制电脑控制打开第二电控阀门60，下部轨道上山模拟管31内的水重新排泄到低位水仓51中，在扬水和泄水过程中，预先置于高位水源50、部轨道上山模拟管31及低位水仓51中的水位传感器58，可随时将水位信号反馈到控制电脑，以使演示过程的水位保持在需要的位置。
权利要求1.一种组件式采区巷道布置及透水灾害模拟模型，其特征是它包括采区上部车场模型、采区中上部车场模型、采区中下部车场模型、采区下部车场模型及透水灾害模拟模型；采区上部车场模型、采区中上部车场模型、采区中下部车场模型及采区下部车场模型由上至下依次倾斜连接；采区上部车场模型包括回风大巷模拟管(I)、上部轨道上山模拟管(2)、上部运输上山模拟管(3)及区段回风石门模拟管(4)，上部轨道上山模拟管(2)和上部运输上山模拟管(3 )并排设置，上部轨道上山模拟管(2 )和上部运输上山模拟管(3 )上端与回风大巷模拟管(I)固定，上部轨道上山模拟管(2 )上靠近回风大巷模拟管(I)处设置绞车房模拟块(7)，上部轨道上山模拟管(2)和上部运输上山模拟管(3)之间设置区段回风石门模拟管(4)，区段回风石门模拟管(4) 一端分出两个叉分别与上部轨道上山模拟管(2)和上部运输上山模拟管(3)固定，区段回风石门模拟管(4)中部及另一端各与相应的第一煤层区段回风平巷模拟管(5)中部连接； 采区中上部车场模型包括中上部轨道上山模拟管(8)、中上部运输上山模拟管(9)、中上部区段轨道石门模拟管(10)和中上部区段运输石门模拟管(11)，中上部轨道上山模拟管(8)和中上部运输上山模拟管(9)并排设置，中上部轨道上山模拟管(8)和中上部运输上山模拟管(9)之间设置采区变电所模拟管(12)，中上部区段轨道石门模拟管(10)—端与中上部轨道上山模拟管(8)连接，中上部区段运输石门模拟管(11) 一端与中上部运输上山模拟管(9)连接，中上部区段运输石门模拟管(11)另一端与第一煤层区段运输平巷模拟管(13)连接，中上部区段轨道石门模拟管(10)另一端与第二煤层区段回风平巷模拟管(16)连接，第一煤层区段运输平巷模拟管(13)与第二煤层区段回风平巷模拟管(16)之间设有第一联络巷模拟管(18)，中上部运输上山模拟管(9)和中上部区段轨道石门模拟管(10)之间设有第一区段溜煤眼模拟管(19)； 采区中下部车场模型包括中下部轨道上山模拟管(20)、中下部运输上山模拟管(21)、中下部区段轨道石门模拟管(22)和中下部区段运输石门模拟管(23)，中下部轨道上山模拟管(20)、中下部运输上山模拟管(21)并排设置，中下部轨道上山模拟管(20)与中下部区段轨道石门模拟管(22) —端固定，中下部运输上山模拟管(21)与中下部区段运输石门模拟管(23)—端固定，中下部区段运输石门模拟管(23)与第四煤层区段运输平巷模拟管(24)和第五煤层区段运输平巷模拟管(25)连接，中下部区段轨道石门模拟管(22)与第三煤层区段回风平巷模拟管(26)和第四煤层区段回风平巷模拟管(27)连接，第四煤层区段运输平巷模拟管(24)和第三煤层区段回风平巷模拟管(26)之间设有第二联络巷模拟管(28)，第五煤层区段运输平巷模拟管(25)和第四煤层区段回风平巷模拟管(27)之间设有第三联络巷模拟管(29)，中下部运输上山模拟管(21)和中下部区段轨道石门模拟管(22)之间设有第二区段溜煤眼模拟管(30)； 下部车场模型包括下部轨道上山模拟管(31)、下部运输上山模拟管(32)和采区石门模拟管(33)，下部轨道上山模拟管(31)和下部运输上山模拟管(32)并排设置，下部轨道上山模拟管(31)经采区下部车场绕道模拟管(48)与采区石门模拟管(33)连接，下部运输上山模拟管(32)经通风人行斜巷模拟管(34)与采区石门模拟管(33)连接，采区石门模拟管(33) 一端设有运输大巷模拟管(49)，运输大巷模拟管(49)与下部运输上山模拟管(32)经采区煤仓模拟管(35)连接，下部轨道上山模拟管(31)和下部运输上山模拟管(32)之间设有上仓斜巷模拟管(36)，上仓斜巷模拟管(36)—端与下部运输上山模拟管(32)连接，上仓斜巷模拟管(36)另一端与下部区段运输石门模拟管(37)连接，采区石门模拟管(33)另一端与下部区段轨道石门模拟管(38)连接，上仓斜巷模拟管(36)和下部区段轨道石门模拟管(38)另一端均与第二煤层区段运输平巷模拟管(39)连接，下部区段运输石门模拟管(37)另一端与第三煤层区段运输平巷模拟管(40)连接； 上部轨道上山模拟管(2)下端与中部轨道上山模拟管(8)上端连接，上部运输上山模拟管(3)下端与中部运输上山模拟管(9)上端连接，中部轨道上山模拟管(8)下端与下部轨道上山模拟管(31)上端连接，中部运输上山模拟管(9)下端与下部运输上山模拟管(32)上端连接； 第一煤层区段回风平巷模拟管(5)和第一煤层区段运输平巷模拟管(13)两端均固定有同一第一煤层开切眼模拟管(41)，第二煤层区段回风平巷模拟管(16)两端固定有第一煤层采煤工作面模拟管(44)，第四煤层区段运输平巷模拟管(24)的两端与第三煤层开切眼模拟管(43)固定，第二煤层区段回风平巷模拟管(16)和第五煤层区段运输平巷模拟管(25)两端均与第一煤层采煤工作面模拟管(44)固定，第三煤层区段回风平巷模拟管(26)和第二煤层区段运输平巷模拟管(39)两端均固定有第二煤层开切眼模拟管(45)，第四煤层区段回风平巷模拟管(27)和第三煤层区段运输平巷模拟管(40)两端固定有第二煤层采煤工作面模拟管(46)； 透水灾害模拟模型包括高位水源(50 )、低位水仓(51)、扬水设备(52 )、第一电控阀门(57)、第二电控阀门(60)、第三电控阀门(59)及水位传感器(58)，下部轨道上山模拟管(31)附近的上部设置高位水源(50)、下部轨道上山模拟管(31)附近的下部设置低位水仓(51)，高位水源(50 )与扬水设备(52 )之间通过第一管路(53 )连接，扬水设备(52 )与低位水仓(51)之间通过第二管路(54)连接，低位水仓(51)与下部轨道上山模拟管(31)之间通过第三管路(55)连接，下部轨道上山模拟管(31)与高位水源(50)之间通过第四管路(56)连接，第一管路(53 )上装有第一电控阀门(57 )，第三管路(55 )上装有第二电控阀门(60 )，第四管路(56)上安装有第三电控阀门(59)，下部轨道上山模拟管(31)、高位水源(50)及低位水仓(51)上均装有水位传感器(58)，第一电控阀门(57)、第二电控阀门(60)、第三电控阀门(59 )和水位传感器(58 )分别用电缆与电源和远端的控制电脑连接。
2.如权利要求1所述的组件式采区巷道布置及透水灾害模拟模型，其特征是上部轨道上山模拟管(2)、中部轨道上山模拟管(8)、中下部轨道上山模拟管(20)和下部轨道上山模拟管(31)中心线重合设置，上部运输上山模拟管(3)、中部运输上山模拟管(9)、中下部运输上山模拟管(21)和下部运输上山模拟管(32 )中心线重合设置。
专利摘要组件式采区巷道布置及透水灾害模拟模型。涉及一种采矿专业教学模型。该模拟模型透视性好，并能模拟采区巷道布置及透水灾害场景，提高学生的学习兴趣。采区上部车场模型、采区中上部车场模型、采区中下部车场模型及采区下部车场模型由上至下依次倾斜连接，高位水源与扬水设备之间通过第一管路连接，扬水设备与低位水仓之间通过第二管路连接，低位水仓与下部轨道上山模拟管之间通过第三管路连接，下部轨道上山模拟管与高位水源之间通过第四管路连接，第一管路上装有第一电控阀门，第三管路上装有第二电控阀门，第四管路上安装有第三电控阀门，下部轨道上山模拟管、高位水源5及低位水仓上均装有水位传感器。本实用新型用于采矿专业教学中。
文档编号G09B25/00GK202855176SQ201220601270
公开日2013年4月3日 申请日期2012年11月15日 优先权日2012年11月15日
发明者陈海波, 尹小军, 林井祥, 李兴伟, 秦涛, 吴祥业, 王其先, 曹仁举 申请人:陈海波, 尹小军, 林井祥