[发明专利]一种模拟巷道突水注浆封堵的可视化试验系统装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种模拟巷道突水条件下，采用注浆技术进行封堵研究的可视化室内试验系统装置。

背景技术

在能源采矿及隧道施工建设过程中，巷道突水问题时有发生，如果处理不及时将导致淹没矿井和地下建筑物等灾难性事故，造成严重的经济损失和人员伤亡。由于工程地质问题的复杂性，往往短时间内对于突水水源及导水构造难以查清，突水集中于过水巷道，为了快速治理水患，抢先恢复生产，可以采用封堵突水过水巷道的方法将突水区和生产区分开，稳住局面，再进一步研究如何进行根治问题。

注浆技术作为一项实用性强、应用范围广的工程技术，已被广泛的应用到煤矿及隧道等地下工程领域。目前国内外采用注浆封堵技术用于巷道突水抢险救灾工程已取得一些成功经验，但由于工程地质问题的复杂性、隐蔽性以及不可预见性，巷道突水问题难以一而概之，现有的工程实践经验也不足以应对指导多地质条件和影响因素下的巷道突水注浆封堵治理。因此，在注浆工程实践的基础上结合目前的注浆实践和注浆理论研究成果，根据实际工程地质条件建立室内模拟巷道突水注浆封堵的可视化试验系统装置，进行多因素条件下巷道突水注浆封堵模拟实验，探究在不同突水因素和巷道特征条件下，进行注浆封堵效果试验研究及理论分析，对于指导实际地下工程建设中遇到的巷道突水采取注浆封堵抢险救灾工程具有重要的意义和价值。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种所占空间适中，易于操作和调整，便于组装和移动，且实现模拟巷道不同突水条件和巷道特征因素下进行可视化注浆封堵试验的一种室内试验系统装置。

为解决上述技术问题，本发明是按如下方式实现的：本发明所述一种模拟巷道突水注浆封堵的可视化试验系统装置由动水系统、巷道模型系统、注浆系统、视图录制系统、流量监测系统、数据采集系统、支座系统、废液收集系统8部分组成。动水系统由水源管、集水箱、排水管、突水管路、控制阀和水箱支架组成，其主要作用是建立突水管路和稳定水头，模拟突水水压和流量；巷道模型系统由透明管道、碎料组成，其主要作用是模拟突水巷道及巷道内进行注浆封堵前填扔的碎石块；注浆系统由高压灌浆机、注浆管路和压力表组成，其主要作用是实现高压注浆，测定注浆压力；视图录制系统由间隔分布于透明管道不同位置的4个数码相机组成，其主要作用是试验过程中录制视频及拍摄照片；流量监测系统由位于透明管道前后端的2个流量积算仪组成，其主要作用是显示突水流量，并实现监测模拟突水巷道注浆封堵试验过程中流量变化的作用；数据采集系统由间隔连接于透明管道不同位置的4个压力传感器和用于压力变化数据采集和储存的DT数据采集仪组成，其主要作用是采集模拟试验过程中透明管道不同位置的压力；支座系统由伸缩架、伸缩台和标尺组成，其主要作用是通过伸缩架和标尺实现调整透明管道的倾角和弯曲度的作用，通过伸缩台调整数码相机与透明管道的距离，选择最佳视图拍摄位置；废液收集系统由连接于透明管道的末端废液管和废液桶组成，其主要作用是储存试验过程中的流出透明管道的水溶液及被携带出的部分注浆浆液，防止直接排放而污染水源和环境。

所述水源管、排水管和突水管路上均安装有控制阀，可以调节流量。

所述集水箱设置有溢水收集装置，并与排水管连接。

所述水箱支架可以自由升降，从而调整集水箱的高度达到试验需要的水头高度。

所述透明管道为大直径（大于100mm）透明气动管，实现了模拟注浆封堵试验过程中的可视化。

所述注浆管路上安装有多通接头和压力表，可随时观测注浆压力。

所述流量积算仪具有显示和储存瞬时流量和累计流量数据的功能。

所述DT数据采集仪和压力传感器组合使用，具有采集并存储压力数据的功能。

所述伸缩架上设置有标尺，并可以自由调整高度。

本发明的积极效果：本发明所述一种模拟巷道突水注浆封堵的可视化试验系统装置其结构设计相对简单，所占空间适中，易于操作和调整，便于组装和移动，实现了室内条件下模拟巷道在不同突水流量和突水压力条件下，对于不同倾角、弯度巷道进行可视化注浆封堵的一种试验系统装置，并可以广泛适用于煤矿、高校及科研单位等用于模拟巷道突水注浆封堵的试验研究。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1是本发明的整体结构示意图。

图中，1水源管 2集水箱 3排水管 4突水管路 5控制阀 6水箱支架

7透明管道 8碎料 9高压灌浆机 10注浆管路 11压力表 12数码相机