[发明专利]一种注浆加固液扩散试验装置及方法

说明书

本发明涉及一种注浆加固液扩散试验装置及方法，具体为一种简易的模拟观测注浆加固液在煤岩层试样中扩散半径与扩散质量的方法。利用该方法，通过对煤层开采中需要注浆加固的煤岩(岩层)进行现场取样后，并对注浆加固液注浆效果试验方法进行调研，设计出一种能简易模拟观测注浆加固液在煤(岩层)试样中扩散半径与扩散质量等扩散特性的方法，解决了煤层开采中现场注浆加固材料选取方面的技术难题，为进一步在煤矿安全生产中注浆材料胶结加固效果研究提供更准确的试验材料，提高试验数据、研究结论的可靠性。

技术领域

本发明属于采矿安全技术领域，具体涉及一种注浆加固液扩散试验装置及方法。

背景技术

注浆是一门综合性很强的技术，该方法是将具有充填胶结性能的材料配成浆液，用压送设备注入至岩、土的孔隙、裂隙、空洞或巷道、采空区中，浆液经扩散、硬化、凝固以减少岩、土的渗透性，增加其强度和稳定性，达到加固地(岩、煤)层、防渗、堵水的目的，现已成为处理各种工程问题的重要手段之一。注浆材料属于普通建材类产品。

由于注浆加固液注入地层内部，难以用肉眼或设备直接观测，所以注浆工程中施工技术和检测手段要求更高、更严，对注浆体稳定性的监测则一直是工程技术人员面临的难题。尤其在煤矿安全生产中的煤层底板含水层注浆堵水等矿井水害防治工作，对注浆材料及注浆效果的监测更为困难。同时，由于注浆材料种类较多，矿井煤岩样岩性有所差异，逐一试验选取适合矿井自身特性的注浆材料成本较高，目前没有专门模拟观测不同胶结浆液扩散半径与扩散质量的简易方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种注浆加固液扩散试验装置及方法，以解决现有技术中没有专门模拟观测注浆加固液扩散半径与扩散质量的简易方法的缺陷。

本发明采用的技术方案如下：

一种注浆加固液扩散试验装置，包括试验箱体、注浆管和注浆设备；试验箱体可拆卸，试验箱体中能够填充煤岩样，试验箱体的顶部开设有供注浆管伸入试验箱体内腔的通孔，注浆管的下端伸入试验箱体一端的表面开设有透浆孔，注浆管的上端与注浆设备浆液的输出端连接。

注浆设备包括注浆箱和注浆泵，注浆泵的浆液入口与注浆箱连接，注浆泵的浆液出口于注浆管连接，注浆泵的浆液出口至注浆管的连接管线上依次设有压力计和手动阀。

注浆泵采用立式活塞气动手摇注浆泵。

注浆管采用铝塑管。

一种注浆加固液扩散试验方法，包括如下步骤：

S1，将注浆管下端伸入试验箱体中，注浆管的下端至试验箱体底部之间留有预设距离；将煤岩样加入试验箱体，并使注浆管呈竖直状态；

S2，利用注浆设备将注浆加固液从注浆管压入试验箱体中，直至达到预设注浆压力；之后拔出注浆管，静置试验箱体直至注浆加固液硬化；

S3，拆开试验箱体，使煤岩样完全暴露在空气中，接着测量注浆加固液在煤岩样中的扩散半径，观测注浆加固液在煤岩样中的扩散质量。

所述煤岩样为不同粒度的破碎煤岩样形成的均匀混合物。

所述煤岩样中包括粒度为5-10mm、10-20mm、20-30mm和30-40mm的破碎煤岩样，5-10mm、10-20mm、20-30mm和30-40mm破碎煤岩样的质量比为1：1：1：1。

注浆加固液为325#水泥与工业水的均匀混合物。

S2中，注浆压力不小于12Mpa。

S2中，拔出注浆管后，将试验箱体放置在通风处静置1～2天。

S3中，测量注浆加固液在煤岩样中的扩散半径时，待煤岩样四周松散体自然垮落，并用橡胶锤对煤岩样轻敲处理，除去不牢靠破碎体，之后测量注浆加固液在煤岩样中的扩散半径。