[发明专利]矿井钻探冲刷工况模拟装置及利用该装置模拟矿井冲刷状态的方法

权利要求书

1.一种利用矿井钻探冲刷工况模拟装置模拟矿井冲刷状态的方法，所述矿井钻探冲刷工况模拟装置包括搅拌器(1)、料浆罐(2)、支撑板(3)、进给丝杠(4)、导向轴(5)、气缸(6)、冲刷室(9)、流量计(10)、漏液开关(11)、回流阀(12)、出水阀(13)和砂浆泵(14)；所述的搅拌器(1)通过机械密封连接搅拌电机并安装于料浆罐(2)的底部，所述进给丝杠(4)和导向轴(5)通过两端的轴承座安装在料浆罐(2)上方的支撑板(3)上，进给丝杠(4)上安装有气缸(6)；所述料浆罐(2)的右上方设有冲刷室(9)，料浆罐(2)的一侧设置砂浆泵(14)，冲刷室(9)通过管道和出水阀(13)与砂浆泵(14)的出水口相连接，管道上装有流量计(10)和漏液开关(11)，并通过回流阀(12)与料浆罐(2)相连，料浆罐(2)的中下部与砂浆泵(14)的进水口直连；其特征在于包括以下步骤：

步骤一、将实验用水加入料浆罐(2)中，开启砂浆泵(14)和出水阀(13)，调节回流阀(12)，观察流量计(10)，将流量调节至1-15m/s，由公式Q＝V*A得到冲刷速度V，关闭砂浆泵(14)；式中，Q-流量，V-冲刷速度，A-过流面积；

步骤二、按实验用砂砾与水的配比1-20％，称取实验用砂砾，并倒入料浆罐(2)，打开搅拌器(1)；

步骤三、当进行冲刷管冲刷实验时，首先将冲刷试样(714)用酒精清洗、烘干，称重并记录，将试样组件(71)的中心轴(711)与气缸(6)轴连接，观察导向轴(5)上的刻度表，旋转进给丝杠(4)的调节手轮将气缸(6)轴中心与刻度盘零刻度对齐，或者前后调节气缸(6)的位置，调节冲刷试样(714)与冲刷管(81)壁的间隙0-10mm；

给气缸(6)通电，使气缸(6)轴外伸将冲刷试样(714)送入冲刷管(81)内，关闭冲刷室(9)的顶盖；

开启砂浆泵(14)和出水阀(13)进行冲刷实验，冲刷实验过程中冲刷试样(714)随冲刷管(81)内压力大小往复运动；冲刷实验完成后，关闭出水阀(13)和砂浆泵(14)，给气缸(6)断电，取出冲刷试样(714)，用酒精清洗，烘干，称量并记录；

步骤四、当进行喷射冲刷实验时，首先将冲刷管(81)更换为喷射管(82)，将喷射试样(723)用酒精清洗，烘干，称重并记录，并按要求的角度安装于转台(722)上，角度调节范围是0-90°，将喷射试样组件(72)上的拨叉(721)与气缸(6)轴固连，观察导向轴(5)上的刻度表，旋转进给丝杠(4)的调节手轮将气缸(6)轴中心与刻度盘零刻度对齐，并调整气缸(6)使喷射试样(723)与喷射管(82)的喷嘴保持固定距离，关闭冲刷室(9)的顶盖；

打开搅拌器(1)，开启砂浆泵(14)和出水阀(13)进行喷射实验，喷射实验完成后，关闭出水阀(13)和砂浆泵(14)，并关闭搅拌器(1)，取出喷射试样(723)，用酒精清洗，烘干，称量并记录。