ПРОЕКЦИОННОЕ УСТРОЙСТВО ОТОБРАЖЕНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ ЗАЛЕГАНИЯ ПОВЕРХНОСТЕЙ ГЕОЛОГИЧЕСКИХ ТЕЛ

Полезная модель относится к учебным и наглядным пособиям по геологии, в частности к учебным моделям для лабораторных занятий по учебной дисциплине «Структурная геология» по теме «Геологическое картирование».
Известно учебное пособие по геологии для измерения геологическим компасом, предназначенное для определения простирания и падения слоев породы (Как проводить наблюдения над природой в походе; Ленинград, "Лениздат", 1963; http://www.skitalets.ru/books/vam_turists/). Оно представляет собой призму, расположенную на плоскости. Угол, который образует призма с данной плоскостью, является объектом измерения при помощи геологического компаса.
Недостатком данной модели является ее ограниченное число вариаций, в силу того, что призма имеет только три грани, а следовательно всего три варианта измерения угла.
Наиболее близким к предлагаемому решению является учебная модель для работы с горным компасом (см. патент RU № 163112, МПК G09B 23/40). Учебная модель включает имитатор залегания геологических слоев в виде прямоугольной пластины, расположенный на опоре с возможностью изменения угла наклона относительно горизонтальной поверхности, основание в виде пластины, при этом опора имеет вид прямоугольной пластины и закреплена на основании с возможностью поворота вокруг оси и фиксации в выбранном положении, имитатор закреплен на опоре с возможностью поворота вокруг оси и фиксации в выбранном положении, при этом ось поворота опоры на основании расположена перпендикулярно оси поворота имитатора на опоре.
Недостатком данной модели является то, что она не позволяет отобразить полученные данные в виде условных обозначений и выхода геологического тела на топографической основе.
Задачей полезной модели является проецирование полученных тригонометрических данных (значений угла падения и азимута падения, в градусах) на горизонтальную плоскость с использованием установленных номенклатурными требованиями условными обозначениями и отображением выхода геологического тела (слоя) на топографической основе, как одной из основ построения геологической карты.
Технический результат заключается в расширении арсенала учебных и наглядных пособий по геологии.
Указанный технический результат достигается тем, что проекционное устройство отображения элементов залегания поверхностей геологических тел, включающее имитатор элементов залегания геологических слоев в виде пластины, закрепленной на горизонтальном основании при помощи крепежного элемента, обеспечивающего возможность поворота имитатора вокруг горизонтальной оси на угол до 90 градусов, также содержит две оптически прозрачные проекционные пластины, выполненные из стекла или пластика, закрепленные на основании при помощи вертикальных опор и расположенные горизонтально одна над другой над имитатором, при этом нижняя проекционная пластина выполнена с возможностью нанесения на нее условных обозначений элементов залегания, а верхняя проекционная пластина содержит топографическую основу и выполнена с возможностью нанесения на нее выхода геологического тела.
Полезная модель поясняется чертежом, где представлен общий вид предлагаемого решения. Позициями на чертеже обозначены:
1 – основание;
2 – имитатор;
3, 4 – крепежный элемент;
5 – ножка;
6 – опора нижняя;
7 – нижняя проекционная пластина;
8 – опора верхняя;
9 – верхняя проекционная пластина;
Описание устройства.
Полезная модель, проекционное устройство отображения элементов залегания поверхностей геологических тел, представляет собой основание 1, к верхней стороне которого подвижно закреплен имитатор 2, с помощью крепежных элементов 3 и 4.
Основание 1 представляет собой пластину, выполненную из дерева или пластика. Пластина имеет квадратную или прямоугольную форму, в частности со сторонами: короткой - 26 см и длинной – 35 см. Толщина основания 1 составляет 1-2 см. Основание 1 предназначено для фиксации заявляемого устройства на горизонтальной поверхности, например столе, с помощью ножек 5, выполненных из дерева или резины, закрепленных по углам нижней стороны пластины основания.
Имитатор 2 представляет собой пластину квадратной или прямоугольной формы, со сторонами: короткой - 25–26 см и длинной 34–35 см, при толщине в 1-2 см. Пластина имитатор 2 выполнена из трех последовательно расположенных слоев: первый из прорезиненного материала, например черного или темного цвета, обеспечивающий возможность нанесения на его поверхность обозначений линий падения и простирания, второй из мягкого амортизирующего материала, третий из дерева. Имитатор 2 предназначен для имитации поверхности геологического тела и определяемых элементов залегания и расположен на высоте 280–300 мм над основанием 1.
Крепежные элементы 3 и 4 выполнены в виде рояльных петель. Крепежный элемент 3 неподвижно прикреплен шурупами к верхней поверхности центральной части основания, а крепежный элемент 4 неподвижно прикреплен шурупами к нижней стороне имитатора 2. Таким образом, оба элемента подвижно скрепляют основание 1 и имитатор 2, при этом образуя горизонтальную ось вращения с возможностью изменения угла наклона имитатора 2 относительно основания 1 от 0 до 90 градусов, и вертикальную ось вращения имитатора 2 относительно основания 1 на 360 градусов.
По углам основания 1 закреплены четыре нижние вертикальные опоры 6, выполненные из дерева или металла, высотой 280 мм, на которые крепится горизонтально ориентированная нижняя проекционная пластина 7. Нижняя проекционная пластина 7 имеет квадратную или прямоугольную форму, в частности со сторонами 20-30 см, толщиной 3–5 мм и выполнена из прозрачного пластика или стекла, с возможностью нанесения условных обозначений.
По углам нижней проекционной пластины 7 закреплены четыре верхние вертикальные опоры 8, выполненные из дерева или металла, высотой 10 мм, на которые крепится горизонтально ориентированная верхняя проекционная пластина 9. Верхняя проекционная пластина 9 имеет квадратную или прямоугольную форму, в частности со сторонами 20-30 см, толщиной 3–5 мм и выполнена из прозрачного пластика или стекла, на которой условными обозначениями отображена топографическая основа местности.
Сборку заявляемого устройства осуществляют следующим образом. Размещают основание 1 на любой горизонтальной поверхности. Верхняя проекционная пластина 9 и нижняя проекционная пластина 7, на первом этапе работы сняты с устройства, для обеспечения работы с компасом на имитаторе 2. Устанавливают имитатор 2 в произвольное положение относительно основания 1. Для этого вращают имитатор 2 одновременно в горизонтальной и в вертикальной плоскостях - имитируя залегание геологического тела с любыми значениями угла падения (от 0 до 90 градусов), азимута падения и азимута простирания (от 0 до 360 градусов) при любых соотношениях значений угла падения и азимута падения. Геологический компас при работе с моделью располагают на поверхности имитатора 2. С помощью геологического компаса определяют линии падения и простирания создаваемой имитатором 2 плоскости. Затем к основанию 1 крепятся нижние вертикальные опоры 6, а на них устанавливается, на которой проставляется условное обозначение, соответствующее полученным данным по элементам залегания геологического тела.
В зависимости от степени восприятия учебного материала студентом, устройство дополняется верхней проекционной пластиной 9 с отображением топографической основы, на которой отображается выход геологического тела (ширина выхода слоя), которая устанавливается на нижней проекционной пластине 7, с помощью верхних вертикальных опор 8.
Описание работы.
Данное проекционное устройство предполагает использование трех уровней практического освоения приемов работы геолога в полевых условиях и применения полученных при этом данных при построении геологических карт и структурных схем.
Первый уровень – отработка работы с горным компасом на основе подвижной слоистой пластины – имитатора 2, которая вращается в горизонтальной плоскости на 360 градусов и ее положение в вертикальной плоскости изменяется в пределах 90 градусов, то есть от горизонтального и до вертикального вариантов залегания геологических тел. Тем самым достигается реальная ситуация залегания поверхностей геологических тел с разными соотношениями значений угла падения (вертикального угла) и азимута падения (угла, измеряемого в горизонтальной плоскости).
Второй уровень – отображение полученных значений элементов залегания поверхностей геологических тел на горизонтальной плоскости - нижняя проекционная пластина 7 в виде принятых условных обозначений, в соответствии с установленным направлением и значением угла падения (для наклонно залегающих геологических тел), или при залегании геологических тел в горизонтальной или вертикальной плоскости. Это один из примеров формализации результатов полевых исследований при составлении графической геологической документации.
Третий уровень – прорисовка выхода геологического тела (слоя, пласта) на топографической основе, нанесенной на верхнюю проекционную пластину 9, в соответствии с ранее установленными значениями элементов залегания слоя и с учетом представленных форм рельефа. Отображается либо одна поверхность слоя (кровля или подошва), либо прорисовывается вся ширина выхода слоя, при определении значения его мощности и масштаба карты с топографической основой.
В заявляемой полезной модели воссоздается реальная ситуация залегания слоя, при которой определение линий падения и простирания элементов залегания происходит только с помощью геологического компаса.
Таким образом, заявляемая полезная модель позволяет отобразить большое количество вариантов залегания на поверхности геологического слоя, без видимых пространственных ориентиров, а также нанести данные в виде условных обозначений и выхода геологического тела на топографическую основу.