[發明專利]一種水砂突涌試驗系統及監測方法

有效

• 申請號: 201810947947.1
• 申請日: 2018-08-20
• 公開（公告）號: CN109030782B
• 公開（公告）日: 2020-12-22
• 發明（設計）人: 王海龍;宋小園;于獻彬;劉珂銘;賈傳洋;張貴彬;李偉
• 申請（專利權）人: 臨沂大學
• 主分類號: G01N33/24
• 分類號: G01N33/24
• 代理公司: 青島致嘉知識產權代理事務所(普通合伙) 37236
• 代理人: 張曉艷

本發明公開了一種水砂突涌試驗系統，包括固定箱，所述固定箱的一側固定有放置箱，所述固定箱內設有轉動模塊，所述轉動模塊上設有四個第一螺桿，且四個第一螺桿的一端均轉動連接在固定箱內的底部，四個第一螺桿的一端均貫穿固定箱的側壁并延伸至固定箱的上端，四個第一螺桿的上端共同固定有橫梁，所述橫梁上固定有油缸，所述油缸的活塞桿貫穿橫梁并延伸至橫梁的下端；本發明還公開了一種水砂突涌試驗監測方法。本發明解決了試驗艙不能穩定固定的問題，同時也解決了水砂分離和計量設備穩定性差，無法進行角度調節的問題，能夠根據需要隨時進行調節，靈活性強，從而提高了試驗數據的準確率，操作簡單，方便使用。

技術領域

本發明涉及水砂突涌技術領域，尤其涉及一種水砂突涌試驗系統及監測方法。

背景技術

目前，西部地區的煤炭具有厚度大、埋深淺、基巖薄、上覆厚松散砂層的賦存特征。此類煤層開采誘發的覆巖運動程度強烈、波及范圍較廣，上覆巖層難以形成較穩定的支撐結構，覆巖裂隙發育充分，采動裂縫甚至可直達地表，若上覆厚松散砂層富水性較好，含砂量較高的水砂混合物沿著采動覆巖裂隙潰入井下工作面，導致造成財產損失甚至人員傷亡的事故時有發生，給礦井的安全生產帶來很大威脅。要保證煤炭資源的穩步開發，擺脫突水潰砂災害的嚴重困擾，在水體下(包括地表水體和含水層)采煤時，進行含水層下采動覆巖裂隙中水砂突涌研究，獲得采煤工作面涌水潰砂機制，是亟待解決的關鍵問題。

由于地下采掘工程隱蔽性的特點，使得采煤引起的覆巖裂隙中水砂運移和突涌的機制難以借助現場觀測進行研究，室內試驗成為解決這一問題的有效手段，但是，在目前的水砂突涌試驗過程中，試驗艙不能進行穩定固定，會發生晃動，而且也無法根據需求調整水倉的高度，在不同情況下使用時，不能對水砂分離和計量設備進行角度的調節，從而影響到試驗結果，為此，我們提出了一種水砂突涌試驗系統及監測方法來解決上述問題。

發明內容

本發明的目的是為了解決現有技術中存在的缺點，而提出的一種水砂突涌試驗系統及監測方法。

為了實現上述目的，本發明采用了如下技術方案：

一種水砂突涌試驗系統，包括固定箱，所述固定箱的一側固定有放置箱，所述固定箱內設有轉動模塊，所述轉動模塊上設有四個第一螺桿，且四個第一螺桿的一端均轉動連接在固定箱內的底部，四個第一螺桿的一端均貫穿固定箱的側壁并延伸至固定箱的上端，四個第一螺桿的上端共同固定有橫梁，所述橫梁上固定有油缸，所述油缸的活塞桿貫穿橫梁并延伸至橫梁的下端，所述油缸的活塞桿末端固定有固定塊，所述固定塊的下端固定有水倉，所述水倉的下端貫穿設有試驗艙，所述試驗艙的兩側均設有夾持模塊，且第一螺桿貫穿夾持模塊，所述固定箱的上端固定有承載板，所述承載板的上端固定有四個支撐桿，四個支撐桿的上端共同固定有支撐板，所述支撐板的上端設有放置槽，且試驗艙的下端固定在放置槽內的底部，所述支撐板上設有水砂通道安裝槽，所述水砂通道安裝槽內安裝有水砂通道，所述水砂通道上安裝有輸送管，所述固定箱的一側固定有固定板，所述固定板的一側設有支撐模塊，所述支撐模塊的上端設有水砂分離和計量設備，且輸送管的一端連接在水砂分離和計量設備的一側，所述固定箱的一側設有支撐架，所述支撐架的上端固定有儲能罐，所述儲能罐的下端一側連接有輸氣管，且輸氣管的一端連接在水倉的上端，所述試驗艙內的底部設有水壓傳感器，所述輸送管上設有蝶閥，所述輸氣管上設有閥門。

優選地，所述轉動模塊包括轉動連接在固定箱內相對側壁上的豎桿，所述豎桿上固定有第三齒輪，所述放置箱的上端貫穿設有轉動桿，所述轉動桿的一端轉動連接在放置箱內的底部，所述轉動桿上固定有第一齒輪，所述放置箱的一側設有第一開口，所述固定箱的一側設有和第一開口對應的第二開口，所述第一齒輪的一側貫穿第一開口和第二開口并延伸至固定箱內，所述第一齒輪和第三齒輪相互嚙合，四個第一螺桿上均固定有第二齒輪，且四個第二齒輪均和第三齒輪相互嚙合，所述轉動桿的另一端固定有轉動塊。