[实用新型]一种高位注浆充填采空区内充填体形态相似模拟装置

说明书

本实用新型公开了一种高位注浆充填采空区内充填体形态相似模拟装置，该装置包括工业CT扫描机、采空区垮落带高位注浆充填模拟箱、注浆系统和数据采集与处理系统。本实用新型通过预先确定相似比，利用向装有一定粒径碎石的高位注浆充填模拟箱内注浆来模拟采后高位注浆充填过程。同时，在注浆充填过程中，实时利用工业CT扫描机对充填模拟箱内部进行扫描，得到充填浆体在采空区内的堆积形式及流动状态，并利用数据采集与处理系统进行三维重构，可实时输出充填浆体在不同截面上的堆积曲线，真实直观的反应高位注浆充填过程中充填浆体在采空区内的状态。本实用新型操作简单，利用工业CT扫描机替代了人工测量，所得到的试验数据更加准确详实。

技术领域

本实用新型涉及一种高位注浆充填采空区内充填体形态相似模拟装置，适用于研究高位注浆充填开采时采空区内的充填浆体堆积形态及流动规律。

背景技术

在煤矿和电厂等能源企业生产过程中会产生矸石、粉煤灰、炉渣等多种固体废弃物，传统的地表堆积或填埋的处理方式对厂区生态环境带来很大的威胁与破坏，包括侵占土地，污染空气、水质和土壤。随着社会环保意识的增强，煤炭及发电行业对环境标准和相关要求日趋严格，矸石及电厂固废外排越来越难以被接受。因此，一种新型的绿色环保处理方式随之诞生，利用煤矿采空区井下充填的方式处理矸石及电厂固废。

目前，我国在煤矿中可以实现回填固废功能，且具有规模化的充填方式包括巷式充填、工作面综合机械化充填等几种方式。但在实施过程中发现，采用巷式充填和综合机械化充填时前期投资巨大，且一定程度上影响生产效率。因此，独立于原有采煤作业循环利用临近巷道进行采空区高位注浆充填的方法得到了进一步的推广。但在高位注浆充填过程中，采空区内充填体形态对充填步距及工艺流程的确定尤为重要，因此高效快速准确的确定充填浆体在采空区内的堆积形态及流动规律成为亟待解决的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种高位注浆充填采空区内充填体形态相似模拟装置，以实现高效快速准确的确定充填浆体在采空区内的堆积形态及流动规律。

本实用新型采用如下技术方案来实现的：

一种高位注浆充填采空区内充填体形态相似模拟装置，包括工业CT扫描机、采空区垮落带高位注浆充填模拟箱、注浆系统和数据采集与处理系统；其中，

采空区垮落带高位注浆充填模拟箱的顶部开设有能够关闭的填料口，注浆系统用于向采空区垮落带高位注浆充填模拟箱内注入浆体，数据采集与处理系统用于控制工业CT扫描机对不同时段的采空区垮落带高位注浆充填模拟箱各截面进行扫描，并利用三维重构技术显示充填浆体在采空区垮落带高位注浆充填模拟箱内的形态，实时输出充填浆体在不同横纵截面上的堆积曲线。

本实用新型进一步的改进在于，工业CT扫描机设置在CT扫描机立柱上。

本实用新型进一步的改进在于，采空区垮落带高位注浆充填模拟箱采用亚克力材料制成，其底部设置在实验装置底座上，且一端通过可转动铰接结构与实验装置底座活动连接；实验装置底座设置在滑道上，并能够沿着滑道直线往复运动。

本实用新型进一步的改进在于，采空区垮落带高位注浆充填模拟箱与实验装置底座之间通过若干可伸缩液压缸支撑。

本实用新型进一步的改进在于，采空区垮落带高位注浆充填模拟箱的顶部设置有可伸缩活动顶板，采空区垮落带高位注浆充填模拟箱的前后两侧内壁上开始有若干卡槽，通过卡槽在采空区垮落带高位注浆充填模拟箱内添加挡板，实现调节采空区垮落带高位注浆充填模拟箱的有效长度。

本实用新型进一步的改进在于，实验装置底座能够根据实验需求调整采空区垮落带高位注浆充填模拟箱的角度。

本实用新型进一步的改进在于，可伸缩活动顶板的伸缩范围为1000mm～2000mm。