一種模擬基巖注漿充填的實驗裝置制造方法及圖紙

本實用新型專利技術(shù)公開了一種模擬基巖注漿充填的實驗裝置，包括模型框架，模型框架內(nèi)設置有基巖層，基巖層在底部開挖處由下而上依次形成垮落帶、裂隙帶和彎曲下沉帶，模型框架內(nèi)還設置有凡士林熔液儲存箱、石蠟熔液儲存箱、溶液混合器和Y型管道，Y型管道的上部一支管道與凡士林熔液儲存箱連通，Y型管道的上部另一支管道與石蠟熔液儲存箱連通，Y型管道的下部管道穿過彎曲下沉帶后位于裂隙帶的底部，溶液混合器安裝在Y型管道的下部管道上。本實用新型專利技術(shù)能開展實驗室內(nèi)的基巖強化試驗，能夠有效為現(xiàn)場試驗提供數(shù)據(jù)參考及理論基礎，減少現(xiàn)場試驗的盲目性及工作量，同時可滿足現(xiàn)場試驗所要求的幾何相似、物理相似、運動相似和邊界相似的條件。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
一種模擬基巖注漿充填的實驗裝置
本技術(shù)涉及一種實驗裝置，尤其涉及一種模擬基巖注漿充填的實驗裝置。
技術(shù)介紹
基巖強化注漿充填是控制地表沉陷的一種主動方式，其是由地面向基巖內(nèi)打鉆，由鉆孔向離層空間注漿，從而抑制離層空間上覆基巖繼續(xù)傳遞破壞。注漿技術(shù)至今己有200余年的發(fā)展歷史，地面預注漿在基巖強化施工時使用較多，我國先后在多個礦區(qū)進行了基巖強化注漿試驗，取得了一定的基巖強化效果和經(jīng)濟效益。但是現(xiàn)場試驗的成本高，耗時多，且重復對比性較差，嚴重阻礙了該類技術(shù)的發(fā)展及推廣。而實驗室內(nèi)仿真模擬試驗有可重復、成本低、周期短的特點，能夠有效克服這一弊端，但目前國內(nèi)實驗室內(nèi)尚無此類用于模擬基巖強化注漿的實驗裝置，進行試驗的模擬材料研究也不夠深入。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本技術(shù)的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種模擬基巖注漿充填的實驗裝置，其能開展實驗室內(nèi)的基巖強化試驗，能夠有效為現(xiàn)場試驗提供數(shù)據(jù)參考及理論基礎，減少現(xiàn)場試驗的盲目性及工作量，同時可滿足現(xiàn)場試驗所要求的幾何相似、物理相似、運動相似和邊界相似的條件。為實現(xiàn)上述目的，本技術(shù)采用的技術(shù)方案是：一種模擬基巖注漿充填的實驗裝置，其特征在于：包括模型框架，所述模型框架內(nèi)設置有基巖層，所述基巖層在底部開挖處由下而上依次形成垮落帶、裂隙帶和彎曲下沉帶，所述模型框架內(nèi)還設置有凡士林熔液儲存箱、石蠟熔液儲存箱、溶液混合器和Y型管道，所述Y型管道的上部一支管道與凡士林熔液儲存箱連通，所述Y型管道的上部另一支管道與石蠟熔液儲存箱連通，所述Y型管道的下部管道穿過彎曲下沉帶后位于裂隙帶的底部，所述溶液混合器安裝在Y型管道的下部管道上。上述的一種模擬基巖注漿充填的實驗裝置，其特征在于：所述Y型管道的上部一支管道上安裝有第一流量調(diào)節(jié)閥，所述Y型管道的上部另一支管道上安裝有第二流量調(diào)節(jié)閥。上述的一種模擬基巖注漿充填的實驗裝置，其特征在于：所述溶液混合器內(nèi)安裝有攪拌器。上述的一種模擬基巖注漿充填的實驗裝置，其特征在于：所述模型框架為鋼模型框架。上述的一種模擬基巖注漿充填的實驗裝置，其特征在于：所述Y型管道為Y型鋼管。本技術(shù)與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點：1、本技術(shù)結(jié)構(gòu)簡單、設計合理且使用操作方便。2、本技術(shù)建立于相似材料模擬實驗的基礎之上，基于可用于相似模擬實驗的強化注漿系統(tǒng)，進一步擴充相似模擬實驗的模擬范圍；與現(xiàn)有的現(xiàn)場注漿實驗相比，本技術(shù)可滿足現(xiàn)場試驗所要求的幾何相似、物理相似、運動相似和邊界相似的條件。3、本技術(shù)使在相似模擬實驗過程中的基巖強化注漿成為可能，開拓了一種新的相似模擬實驗裝置，且該裝置的外部鋼體結(jié)構(gòu)可重復使用，內(nèi)部模擬材料在市場易購，價格低廉，便于各巖土模擬實驗室的廣泛利用及推廣。下面通過附圖和實施例，對本技術(shù)做進一步的詳細描述。附圖說明圖1為本技術(shù)的結(jié)構(gòu)示意圖。附圖標記說明:1—模型框架；2—基巖層；3—垮落帶；4—裂隙帶；5—彎曲下沉帶；6—凡士林熔液儲存箱；7—石蠟熔液儲存箱；8—溶液混合器；9—Y型管道；10—第一流量調(diào)節(jié)閥；11—第二流量調(diào)節(jié)閥；12—攪拌器。具體實施方式如圖1所示，本技術(shù)包括模型框架1，所述模型框架1內(nèi)設置有基巖層2，所述基巖層2在底部開挖處由下而上依次形成垮落帶3、裂隙帶4和彎曲下沉帶5，所述模型框架1內(nèi)還設置有凡士林熔液儲存箱6、石蠟熔液儲存箱7、溶液混合器8和Y型管道9，所述Y型管道9的上部一支管道與凡士林熔液儲存箱6連通，所述Y型管道9的上部另一支管道與石蠟熔液儲存箱7連通，所述Y型管道9的下部管道穿過彎曲下沉帶5后位于裂隙帶4的底部，所述溶液混合器8安裝在Y型管道9的下部管道上。相似材料模擬實驗通常用來模擬煤層開采后引起的一系列覆巖移動規(guī)律，將大尺寸的地層結(jié)構(gòu)簡化為可在實驗室內(nèi)完成的研究模型；模型在模擬開采過程中產(chǎn)生垮落帶、裂隙帶和彎曲下沉帶，引起地表下沉和水平移動；裂隙帶、彎曲下沉帶又合稱為導水裂縫帶，導水裂縫帶發(fā)育至含水層時形成導水通道，可引起工作面突水事故。為了避免此類災害發(fā)生，在模擬開挖實驗中對基巖的裂隙層進行注漿充填，用于減少基巖的向下?lián)锨冃瘟?，阻止上覆巖層進一步的產(chǎn)生離層和裂隙，以此來判斷充填材料及充填強度的基巖強化效果。本技術(shù)將通過設置凡士林熔液儲存箱6、石蠟熔液儲存箱7、溶液混合器8和Y型管道9，用凡士林熔液和石蠟熔液的混合熔液充填對模擬開挖過程中產(chǎn)生的裂隙層進行注漿充填，并通過記錄注漿充填后覆巖移動變形和導水裂隙帶發(fā)育狀況來進行實驗分析，基于此裝置開展實驗室內(nèi)的基巖強化試驗，能夠有效為現(xiàn)場試驗提供數(shù)據(jù)參考及理論基礎，減少現(xiàn)場試驗的盲目性及工作量。如圖1所示，所述Y型管道9的上部一支管道上安裝有第一流量調(diào)節(jié)閥10，所述Y型管道9的上部另一支管道上安裝有第二流量調(diào)節(jié)閥11，便于調(diào)節(jié)溶液流量。如圖1所示，所述溶液混合器8內(nèi)安裝有攪拌器12，利于溶液攪拌均勻。本實施例中，所述模型框架1為鋼模型框架。本實施例中，所述Y型管道9為Y型鋼管。本技術(shù)的工作原理為：將熔化的凡士林熔液和石蠟熔液，使用溶液混合器8混合均勻，然后通過Y型管道9輸送至離層區(qū)域，待混合熔液冷卻后凝固成具有一定強度的固體充填體，并起到聯(lián)結(jié)和加固上下層基巖的作用，以此來判斷在該注漿參數(shù)下的覆巖移動規(guī)律及充填效果，并通過進一步調(diào)整注漿參數(shù)，達到最終技術(shù)目的，為現(xiàn)場基巖強化注漿充填提供可靠的技術(shù)參數(shù)。以上所述，僅是本技術(shù)的較佳實施例，并非對本技術(shù)作任何限制，凡是根據(jù)本技術(shù)技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、變更以及等效結(jié)構(gòu)變換，均仍屬于本技術(shù)技術(shù)方案的保護范圍內(nèi)。本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
一種模擬基巖注漿充填的實驗裝置，其特征在于：包括模型框架(1)，所述模型框架(1)內(nèi)設置有基巖層(2)，所述基巖層(2)在底部開挖處由下而上依次形成垮落帶(3)、裂隙帶(4)和彎曲下沉帶(5)，所述模型框架(1)內(nèi)還設置有凡士林熔液儲存箱(6)、石蠟熔液儲存箱(7)、溶液混合器(8)和Y型管道(9)，所述Y型管道(9)的上部一支管道與凡士林熔液儲存箱(6)連通，所述Y型管道(9)的上部另一支管道與石蠟熔液儲存箱(7)連通，所述Y型管道(9)的下部管道穿過彎曲下沉帶(5)后位于裂隙帶(4)的底部，所述溶液混合器(8)安裝在Y型管道(9)的下部管道上。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種模擬基巖注漿充填的實驗裝置，其特征在于：包括模型框架(1)，所述模型框架(1)內(nèi)設置有基巖層(2)，所述基巖層(2)在底部開挖處由下而上依次形成垮落帶(3)、裂隙帶(4)和彎曲下沉帶(5)，所述模型框架(1)內(nèi)還設置有凡士林熔液儲存箱(6)、石蠟熔液儲存箱(7)、溶液混合器(8)和Y型管道(9)，所述Y型管道(9)的上部一支管道與凡士林熔液儲存箱(6)連通，所述Y型管道(9)的上部另一支管道與石蠟熔液儲存箱(7)連通，所述Y型管道(9)的下部管道穿過彎曲下沉帶(5)后位于裂隙帶(4)的底部，所述溶液混合器(8)安裝在Y型管道...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：張杰，周府偉，楊濤，龍晶晶，劉東，
申請(專利權(quán))人：西安科技大學，
類型：新型
國別省市：陜西,61