[發明專利]一種廢棄礦井采空區氣液兩相逆流可視化模擬試驗系統

有效

• 申請號: 201811089144.3
• 申請日: 2018-09-18
• 公開（公告）號: CN109164104B
• 公開（公告）日: 2021-02-12
• 發明（設計）人: 張純旺;金智新;馮國瑞;宋選民;胡勝勇;李振;李春;宋誠;崔家慶;牛小紅
• 申請（專利權）人: 太原理工大學
• 主分類號: G01N21/84
• 分類號: G01N21/84;G01N13/00;G01N33/00
• 代理公司: 太原晉科知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 14110
• 代理人: 任林芳

1.一種廢棄礦井采空區氣液兩相逆流可視化模擬試驗系統，其特征在于，包括用于模擬廢棄礦井采空區裂隙網絡的模擬裝置、瓦斯供氣系統和水壓自控系統；

所述模擬裝置包括觀察箱和巖層材料；

所述觀察箱包括兩個透明板、設置在兩個所述透明板之間的密封圈以及連接兩個所述透明板的螺栓；

所述巖層材料設置在兩個透明板之間；

所述透明板的箱壁上和/或巖層材料上刻蝕所需模擬廢棄礦井采空區的破裂形態和裂隙網絡，分為上覆含水層、彎曲下沉帶、裂隙帶、垮落帶、煤層支撐區、離層區和重新壓實區；

所述瓦斯供氣系統包括供氣管以及為所述供氣管提供瓦斯的瓦斯瓶；

所述供氣管設置在觀察箱內，位于巖層材料的下方，管體上均勻設置有朝向巖層材料的多個噴頭；

所述水壓自控系統包括穩壓罐、壓力傳感器、調壓氣瓶、供水箱、試壓水泵、供水管和電子控制器；

所述穩壓罐的頂部與四通接頭的第一接口連接，底部與三通接頭的第一接口連接；

所述壓力傳感器與四通接頭的第二接口連接；

所述調壓氣瓶內裝有不溶于水的氣體，通過氣管與四通接頭的第三接口連接；

所述試壓水泵的進水口通過水管與供水箱連接，出水口通過水管與三通接頭的第二接口連接；

所述供水管設置在觀察箱內，位于巖層材料的上方，管體上均勻設置有朝向巖層材料的多個噴頭，通過水管與三通接頭的第三接口連接；

所述供水管和三通接頭之間的水管上安裝有截止閥I；

所述電子控制器分別與壓力傳感器和試壓水泵的斷路器電連接，接收壓力傳感器的檢測值并與預設值比較，以控制試壓水泵的開閉。

2.根據權利要求1所述的廢棄礦井采空區氣液兩相逆流可視化模擬試驗系統，其特征在于，所述瓦斯供氣系統還包括儲氣罐；

所述儲氣罐設置在供氣管和瓦斯瓶之間的氣管上，且罐口連接有壓力表；

所述供氣管和儲氣罐之間的氣管上安裝有截止閥II。

3.根據權利要求2所述的廢棄礦井采空區氣液兩相逆流可視化模擬試驗系統，其特征在于，所述瓦斯供氣系統還包括氣體流量計；

所述氣體流量計設置在瓦斯瓶和儲氣罐之間的氣管上。

4.根據權利要求3所述的廢棄礦井采空區氣液兩相逆流可視化模擬試驗系統，其特征在于，所述瓦斯供氣系統還包括瓦斯減壓閥；

所述瓦斯減壓閥設置在瓦斯瓶和氣體流量計之間的氣管上。

5.根據權利要求1所述的廢棄礦井采空區氣液兩相逆流可視化模擬試驗系統，其特征在于，所述水壓自控系統還包括調壓氣減壓閥；

所述調壓氣減壓閥設置在調壓氣瓶和四通接頭之間的氣管上。

6.根據權利要求5所述的廢棄礦井采空區氣液兩相逆流可視化模擬試驗系統，其特征在于，所述水壓自控系統還包括為壓力傳感器、試壓水泵和電子控制器供電的配電箱。

7.根據權利要求1或5所述的廢棄礦井采空區氣液兩相逆流可視化模擬試驗系統，其特征在于，所述四通接頭的第四接口上設置有排氣管；

所述排氣管上設置有排氣閥。

8.根據權利要求1所述的廢棄礦井采空區氣液兩相逆流可視化模擬試驗系統，其特征在于，所述壓力傳感器和電子控制器集成在智能數顯壓力表內；

所述智能數顯壓力表安裝在四通接頭上；

所述斷路器為空氣斷路器。

9.根據權利要求2所述的廢棄礦井采空區氣液兩相逆流可視化模擬試驗系統，其特征在于，所述供氣管通過進氣管與安裝有截止閥II的氣管連接；

所述供水管通過進水管與安裝有截止閥I的水管連接；

所述供氣管、供水管、進氣管和進水管均為軟管。