[發(fā)明專利]一種承壓動(dòng)水作用下煤層底板多角度傾斜鉆孔注漿工藝模擬試驗(yàn)裝置及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811362129.1
• 申請(qǐng)日: 2018-11-15
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109441441B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-02-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李見(jiàn)波
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華北科技學(xué)院
• 主分類號(hào): E21B49/00
• 分類號(hào): E21B49/00;E21B33/13
• 代理公司: 哈爾濱龍科專利代理有限公司 23206
• 代理人: 高媛

1.一種承壓動(dòng)水作用下煤層底板多角度傾斜鉆孔注漿工藝模擬試驗(yàn)裝置，其特征在于所述裝置包括試驗(yàn)臺(tái)架、承壓含水層水源施加裝置、多角度鉆孔與不同孔徑裂隙模擬裝置和注漿裝置，其中：

所述試驗(yàn)臺(tái)架用于支承多角度鉆孔和不同孔徑裂隙模擬裝置；

所述多角度鉆孔與不同孔徑裂隙模擬裝置按照鉆孔角度和裂隙大小分為多組，為多組管狀構(gòu)件的組合結(jié)構(gòu)，每組管狀構(gòu)件包括用于模擬裂隙的有機(jī)玻璃管A和用于模擬鉆孔的有機(jī)玻璃管B；

所述承壓含水層水源施加裝置包括恒壓水泵、水壓調(diào)節(jié)閥門、開(kāi)源裂隙控制閥、封閉裂隙控制閥和流量計(jì)；

所述注漿裝置包括注漿機(jī)、安全閥、漿液沖洗閥、注漿通道閥門、注漿孔選擇開(kāi)關(guān)和免拆卸沖洗閥門；

所述有機(jī)玻璃管A的一端與有機(jī)玻璃管B的一端通過(guò)彎頭連接，有機(jī)玻璃管A的另一端通過(guò)水源管道與恒壓水泵連接；

所述有機(jī)玻璃管A與恒壓水泵之間的水源管道上依次安裝有免拆卸沖洗閥門、封閉裂隙控制閥、水壓調(diào)節(jié)閥門和開(kāi)源裂隙控制閥；

所述開(kāi)源裂隙控制閥和封閉裂隙控制閥之間的水源管道上設(shè)置有分管路，所述分管路上安裝有水壓調(diào)節(jié)閥，水壓調(diào)節(jié)閥經(jīng)管道與流量計(jì)連接；

所述有機(jī)玻璃管B的另一端通過(guò)彎頭經(jīng)管道與注漿通道閥門連接；

所述注漿機(jī)經(jīng)管道依次與安全閥、漿液沖洗閥、注漿通道閥門連接；

所述有機(jī)玻璃管A靠近恒壓水泵側(cè)、有機(jī)玻璃管B靠近注漿機(jī)側(cè)均設(shè)置有注漿孔選擇開(kāi)關(guān)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的承壓動(dòng)水作用下煤層底板多角度傾斜鉆孔注漿工藝模擬試驗(yàn)裝置，其特征在于所述試驗(yàn)臺(tái)架為金屬框架。

3.一種利用權(quán)利要求1或2所述裝置實(shí)現(xiàn)在開(kāi)源裂隙中注漿的煤層底板多角度傾斜鉆孔注漿工藝模擬的方法，其特征在于所述方法包括如下步驟：

一、根據(jù)實(shí)驗(yàn)需要，確定鉆孔角度、裂隙孔徑、模擬裝置組數(shù)；

二、含水層模擬：（1）打開(kāi)注漿孔選擇開(kāi)關(guān)、開(kāi)源裂隙控制閥和封閉裂隙控制閥，關(guān)閉免拆卸沖洗閥門；（2）按照要求設(shè)定好水壓調(diào)節(jié)閥的值，打開(kāi)漿液沖洗閥和注漿通道閥門，啟動(dòng)恒壓水泵，進(jìn)行注水；（3）當(dāng)水流從漿液沖洗閥溢出時(shí)，關(guān)閉注漿通道閥門；（4）繼續(xù)增加水壓至水壓調(diào)節(jié)閥開(kāi)啟，關(guān)閉開(kāi)源裂隙控制閥；

三、注漿模擬：（1）按照要求設(shè)定好水壓調(diào)節(jié)閥；（2）將漿液沖洗閥門處于清洗模式，啟動(dòng)注漿機(jī)，進(jìn)行注漿；（3）當(dāng)漿液沖洗閥有漿液流出時(shí)，關(guān)閉漿液沖洗閥，迅速將注漿通道閥門打開(kāi)，開(kāi)始注漿，記錄采集相關(guān)數(shù)據(jù)，以備實(shí)驗(yàn)分析所用；（4）注漿過(guò)程完成后，靜置一段時(shí)間，待用于模擬裂隙的有機(jī)玻璃管A內(nèi)的漿液沉淀凝固后，且不再有明顯的漿液擴(kuò)散沉淀發(fā)生，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，完成數(shù)據(jù)的收集；（5）當(dāng)漿液凝固到一定程度，進(jìn)行注漿效果檢驗(yàn)；（6）最終試驗(yàn)完成后，打開(kāi)漿液沖洗閥沖洗注漿機(jī)，待漿液沖洗閥流出的水流清澈，注漿機(jī)沖洗好后，打開(kāi)免拆卸沖洗閥門，關(guān)閉漿液沖洗閥，沖洗注漿管道。

4.一種利用權(quán)利要求1或2所述裝置實(shí)現(xiàn)在封閉裂隙中注漿的煤層底板多角度傾斜鉆孔注漿工藝模擬的方法，其特征在于所述方法包括如下步驟：

一、根據(jù)實(shí)驗(yàn)需要，確定鉆孔角度、裂隙孔徑、模擬裝置的組數(shù)；

二、含水層模擬：（1）打開(kāi)注漿孔選擇開(kāi)關(guān)、開(kāi)源裂隙控制閥和封閉裂隙控制閥，關(guān)閉免拆卸沖洗閥門；（2）按照要求設(shè)定好水壓調(diào)節(jié)閥的值，打開(kāi)漿液沖洗閥和注漿通道閥門，啟動(dòng)恒壓水泵，進(jìn)行注水；（3）當(dāng)水流從漿液沖洗閥溢出時(shí)，關(guān)閉注漿通道閥門；（4）增加水壓至水壓調(diào)節(jié)閥開(kāi)啟，關(guān)閉封閉裂隙控制閥；

三、注漿模擬：（1）按照要求設(shè)定好水壓調(diào)節(jié)閥；（2）將漿液沖洗閥門處于清洗模式，啟動(dòng)注漿機(jī)，進(jìn)行注漿；（3）當(dāng)漿液沖洗閥有漿液流出時(shí)，關(guān)閉漿液沖洗閥，迅速將注漿通道閥門打開(kāi)，開(kāi)始注漿，記錄采集相關(guān)數(shù)據(jù)，以備實(shí)驗(yàn)分析所用；（4）注漿過(guò)程完成后，靜置一段時(shí)間，待用于模擬裂隙的有機(jī)玻璃管A內(nèi)的漿液沉淀凝固后，且不再有明顯的漿液擴(kuò)散沉淀發(fā)生，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，完成數(shù)據(jù)的收集；（5）當(dāng)漿液凝固到一定程度，進(jìn)行注漿效果檢驗(yàn)；（6）最終試驗(yàn)完成后，打開(kāi)漿液沖洗閥沖洗注漿機(jī)，待漿液沖洗閥流出的水流清澈，注漿機(jī)沖洗好后，打開(kāi)免拆卸沖洗閥門，關(guān)閉漿液沖洗閥，沖洗注漿管道。