[发明专利]一种模拟煤矿采空区顶板岩层运动规律的教学三维模型

权利要求书

1.一种模拟煤矿采空区顶板岩层运动规律的教学三维模型，包括一个上端敞开的长方体框架、设置于长方体框架下部的长方形底板，其特征在于：在长方体框架的四个外侧面上安装有透明板，长方形底板的下方设置有与其平行的长方形安装板，安装板短边方向的一端对称设置有基座，安装板短边方向的一端与基座相铰接，安装板短边方向的另一端下方设有角度调节装置，安装板短边方向的中间设置有角度显示装置，底板的中间位置设置有开采区，开采区的底板上开设有多个沿纵向、横向排列的开孔，每个开孔内及与开孔相对应的安装板处设置有用来模拟煤层开采和直接顶垮落的可伸缩承压组件，开采区周边的底板上设置有煤层保留层及位于煤层保留层之上的直接顶保留层，开采区的可伸缩承压组件和直接顶保留层之上设置有老顶模拟层，老顶模拟层之上设置有复合顶模拟层，复合顶模拟层之上设置有表土层模拟层，表土层模拟层之上设置有可控水量的水袋，长方体框架之外设置有水袋水量控制系统；

所述老顶模拟层由内置有磁性体和发光源的大块体模块多层叠加组成，所述复合顶模拟层由内置有磁性体和发光源的中块体模块多层叠加组成，所述表土层模拟层由内置有发光源的小块体模块多层叠加组成。

2.根据权利要求1所述的一种模拟煤矿采空区顶板岩层运动规律的教学三维模型，其特征在于：所述角度调节装置为千斤顶，安装板短边方向的一端通过销轴与基座进行铰接。

3.根据权利要求1或2所述的一种模拟煤矿采空区顶板岩层运动规律的教学三维模型，其特征在于：所述角度显示装置为数显角度显示仪。

4.根据权利要求1所述的一种模拟煤矿采空区顶板岩层运动规律的教学三维模型，其特征在于：所述煤层保留层和直接顶保留层均由透明或半透明材料制成。

5.根据权利要求1所述的一种模拟煤矿采空区顶板岩层运动规律的教学三维模型，其特征在于：所述可伸缩承压组件包括用作支撑主件的电动推杆，电动推杆固定在安装板或底板上，其伸缩杆穿过开孔且端部固定安装有水平设置的下支撑垫片，下支撑垫片上固定安装有弹簧，弹簧的上端固定安装有水平设置的上支撑垫片，且上支撑垫片与直接顶保留层在同一水平面上；所述的支撑主件还可用电动螺旋千斤顶或油压千斤顶或涡轮丝杆升降机构替代。

6.根据权利要求5所述的一种模拟煤矿采空区顶板岩层运动规律的教学三维模型，其特征在于：所述电动推杆的伸缩杆和弹簧的外表面均包裹有可伸缩尼龙布，可伸缩尼龙布的表面均涂覆有显色涂料，且电动推杆伸缩杆上的可伸缩尼龙布与弹簧外表面的可伸缩尼龙布所涂覆的显色涂料的颜色不相同。

7.根据权利要求1所述的一种模拟煤矿采空区顶板岩层运动规律的教学三维模型，其特征在于：所述大块体模块的四个侧板上镶嵌有矩形磁铁，大块体模块的上端顶板和下端底板上镶嵌有圆柱形磁铁，大块体模块内安装有LED灯；所述中块体模块的四个侧板上镶嵌有矩形磁铁，中块体模块的上端顶板和下端底板上镶嵌有圆柱形磁铁，中块体模块内安装有LED灯；小块体模块内安装有LED灯；所述中块体模块的体积是大块体模块的体积的80%，小块体模块的体积是大块体模块的体积的60%，大块体模块、中块体模块、小块体模块均由透明材料制成，且大块体模块的棱角处、中块体模块的棱角处和小块体模块的棱角处均为倒圆角设置。

8.根据权利要求1所述的一种模拟煤矿采空区顶板岩层运动规律的教学三维模型，其特征在于：所述的水袋水量控制系统包括储水箱、水泵，储水箱与水泵通过吸水管路相连通，水泵与水袋通过上水管路相连通，水袋与储水箱通过排水管路相连通；所述的排水管路上设置有阀门，上水管路上设置有流量计。

9.根据权利要求1所述的 一种模拟煤矿采空区顶板岩层运动规律的教学三维模型，其特征在于：所述透明板由多个呈条板状的有机玻璃板竖直叠加而成，且有机玻璃板通过紧固螺栓固定在长方体框架的四个侧面上。