[发明专利]一种研究扰动对注浆堵水效果影响的实验装置及方法

权利要求书

1.一种研究扰动对注浆堵水效果影响的实验方法，其特征在于，采用的实验装置包括多个振动台（1）、集料箱（2）、注浆泵（3）、水泵（4）和废水池（5），所述多个振动台（1）均匀分布设置在所述集料箱（2）底部，所述集料箱（2）顶部开口上设置有盖板，盖板中心处设置有注浆口（12），所述集料箱（2）一侧底部设置有排水口（6），另一侧侧面板上设置有多个注水口（8）；所述注浆口（12）通过注浆管（13）与注浆泵（3）连接；所述多个注水口（8）中的其中一个或多个通过注水管（9）与水泵（4）连接，所述排水口（6）通过排水管（7）与废水池（5）连接，所述注浆管（13）上设置有压力表（14），所述注水管（9）和排水管（7）上均设置有水流速表和水压力表，所述注浆管（13）、注水管（9）和排水管（7）上还分别设置有阀门；

所述实验方法包括以下步骤：

S1通过集料箱顶部的开口向其中装入破碎的岩石，装入岩石的量大于集料箱容积的四分之三，并通过盖板将集料箱的顶部开口密封；

S2配制好待测注浆浆液，并用搅拌器将其搅拌均匀；

S3将注水管连接到集料箱上的注水口上，并将不用的注水口用软木塞堵住；

S4分别用水泵送入加了红墨水后的水，以及通过注浆泵进行注浆；观察排水管中水流的颜色变化及排水管上水压力表和水流速表的读数，并根据观测结果，评价注浆的效果；

所述步骤S4中为先注浆后注水时，其具体步骤为：

将注浆管上的阀门打开，通过注浆泵进行注浆，当浆液充满集料箱时，关闭注浆管上的阀门；

当浆液达到终凝后，开启振动台进行工作，并打开排水管及注水管上的阀门，用水泵泵送加入红墨水之后的水；观察排水管中水流的颜色变化及排水管上水压力表和水流速表的读数，并根据观测结果，评价注浆的效果；

所述步骤S4中为先注水后注浆时，其具体步骤为：

关闭排水管上的阀门，并打开注水管上的阀门，用水泵向集料箱中泵送加入红墨水之后的水，当水位上升到集料箱的三分之二高度时，停止注水并关闭注水管上的阀门；

打开注浆管上的阀门进行注浆，并开启振动台进行工作，注浆1min后，打开排水管上的阀门，观察水的流动状态及排水管上水流速表与水压力表的示数变化，当浆液充满集料箱后停止注浆并关闭注浆管上的阀门，并根据观测结果，评价注浆的效果。

2.根据权利要求1所述的一种研究扰动对注浆堵水效果影响的实验方法，其特征在于，所述实验装置包括六个振动台（1），所述振动台的尺寸为300*300mm，所述振动台（1）按两行三列的方式进行布置，每个振动台之间间距10mm，开启振动台进行工作时，选择其中的任意一个工作或几个同时工作，或所有振动台同时工作。

3.根据权利要求1所述的一种研究扰动对注浆堵水效果影响的实验方法，其特征在于，所述集料箱（2）的长*宽*高为800*500*500mm，所述集料箱（2）的正面是由钢化玻璃制成的可视窗，其余各面均为铁质材料，所述集料箱顶部设置有活动铁质盖板。

4.根据权利要求1所述的一种研究扰动对注浆堵水效果影响的实验方法，其特征在于，所述集料箱（2）底部的排水口（6）设置在距离底板10mm处的位置，所述集料箱（2）另一侧侧面板上的注水口（8）尺寸为Ø40mm，共有9个，均匀分布在集料箱的右侧面，以三行三列的方式进行布置。

5.根据权利要求1所述的一种研究扰动对注浆堵水效果影响的实验方法，其特征在于，所述注浆管（13）、注水管（9）和排水管（7）上的阀门用于控制浆液和水的注入以及排出，实现对浆液和水注入集料箱的顺序及注入量的控制；所述注水管上的水压力表和水流速表用于直观反映注入的水的压力及流速的大小，以研究水压力及水流速对注浆效果的影响；排水管上的水压力表和水流速表用于根据其示数评价注浆堵水效果。

6.根据权利要求1所述的一种研究扰动对注浆堵水效果影响的实验方法，其特征在于：所述水泵泵送的水为模拟矿井水，所述水泵泵送的水的压力及流量可调。