[實用新型]一種充填注漿試驗裝置

有效

• 申請號: 201521070255.1
• 申請日: 2015-12-14
• 公開（公告）號: CN205353043U
• 公開（公告）日: 2016-06-29
• 發明（設計）人: 李國斌
• 申請（專利權）人: 遼寧建筑職業學院
• 主分類號: G01N33/00
• 分類號: G01N33/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及一種充填注漿試驗裝置，尤其是一種適用于采礦工程中傾斜含水煤層充填注漿試驗裝置。

背景技術

我國作為以煤炭為主要能源的國家，經濟的高速發展，需要煤炭產量的快速增長。但很多礦區面臨資源日益枯竭、環境破壞和“三下”壓煤量大難采等問題。利用井下采空區處置煤矸石的矸石充填采煤技術，既可以回收“三下”壓煤、減少煤礦固體廢棄物地面排放、解放礦井提升能力、又可以減輕深井開采和沉陷災害，是實現煤礦綠色開采的關鍵技術途徑之一。

研究采場支承壓力的發展變化與上覆巖層運動規律，一直是煤礦開采過程中重點關注的問題，也是一個難點問題。由于現場研究“三下”充填開采上覆巖層的運動規律具有不可見性，相關的“三下”充填開采沉陷預計也大多是以實驗為基礎的經驗方法，因此，進行“三下”充填開采覆巖移動特征的相似材料實驗研究非常有必要。相似模擬試驗裝置主要有兩類，一類是平面模型架，一類是立體模型架。由于平面模型架其厚度有限，不能再現地下工程結構或巖層所處的工程環境，而立體模型試驗裝置可以通過加載裝置對模型施加三個方向的載荷來模擬巷道、硐室或隧道等地下結構的圍巖應力場，使模擬過程和模擬結果更接近于實際。現有的立體模型試驗裝置一般只能模擬工作面開采，模擬煤層開采與采空區充填同步進行的綜采充填過程，無法對傾斜含水煤層在開挖充填同時進行注漿的施工過程中地下結構的圍巖應力場進行模擬，現有技術中的模擬試驗功能仍比較單一，模擬效果有限。

實用新型內容

本實用新型的目的是克服已有技術中的不足之處，提供一種結構簡單、操作方便、最大限度符合工程實際、能夠模擬任意傾角的含水煤層在充填開采同時進行注漿的試驗裝置。

本實用新型的技術方案為：本實用新型的一種充填注漿試驗裝置，其特征在于：由試驗臺框架、液壓加載系統、模擬裝置、調節裝置以及數據采集系統組成；所述試驗臺框架包括支架、上部擋板、底部擋板以及四周擋板，以及固定在底部擋板上的支腳；所述液壓加載系統包括上部和四周的液壓油缸以及油管道和油泵，所述上部和四周的液壓油缸分別對上部、四周擋板進行加載；所述模擬裝置包括模擬巖層、由若干長方體煤塊組成的模擬煤層、長方體模擬充填材料模塊、注漿管道、注水管道、模擬支架，所述注漿管道由若干支管組成并與注漿泵相連，其中每個支管垂直插入模擬巖層一定深度后，其位置對應于每個煤塊中間的位置，所述注水管道與注水泵相連，所述長方體模擬充填材料模塊的尺寸與所述長方體煤塊的尺寸相等；所述調節裝置包括與承載板的一側相連的軸座和與承載板另一側相連的液壓頂升裝置和將整個試驗臺鎖定的鎖定裝置；所述數據采集系統包括預先置于模擬巖層和模擬充填材料模塊內不同層位的應力應變片以及與之相連的數據處理器；

本實用新型采用上述技術方案，通過加載系統和充填開采模擬系統，能模擬不同傾角煤層在一定含水量條件下綜采工作面開采、采空區充填、頂板圍巖注漿等具體過程；通過信息處理裝置能實時監測充填過程中采空區充填體及采煤工作面上覆巖層內的壓力、位移的三維變化情況，并利用計算機形象模擬，從而真實的反應充填開采的現場情況，能夠真實的再現充填開采采動巖層的壓力、位移和破壞情況，其結構簡單，緊湊合理，穩定可靠，其開采充填環境無限接近于實際開采充填條件。

附圖說明

圖1是本實用新型可模擬不同傾角含水煤層充填注漿試驗裝置的主視圖；

圖2是圖1的右視圖；

圖3是圖1中顯示內部巖層的主視圖；

圖4是圖3中煤塊開挖并充填的示意圖；

圖5是圖4中注漿管道布置的示意圖；

圖6、7分別是煤塊和充填材料模塊的示意圖。

圖中：1-左擋板，2-上擋板，3-右擋板，4-模擬煤層，5-支腳，6-承載板，7-軸座，8-基座，9-液壓頂升裝置，10-前擋板，11-后擋板，12-模擬巖層，13-模擬支架，14-模擬充填材料模塊，15-注漿管道，16-模擬煤塊，18-注水管道。

具體實施方式