[实用新型]一种注浆试样制备装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种注浆试样制备装置，尤其适用于实验室模拟实际化学注浆过程、并进行化学注浆体物理性质、高围压下力学性质、高围压下渗透特性、微观分析等试验必须的气压控制注浆试验。

背景技术

近年来，华东、华北和西北地区许多我国重要的煤炭基地的多个井筒遭受了严重的破裂变形和突水突砂灾害，给国家造成数百亿元的巨大经济损失，形成重大安全隐患。矿井溃砂灾害是煤矿建设和生产中的重大地质灾害，注浆堵水是矿井水砂灾害预防和治理的重要举措和有效途径，但水泥浆或者水泥水玻璃双液浆在封堵破裂井壁出水点时短期效果比较明显，长期防渗效果差，其原因是壁后土层中常含有较多的粉粒和粘粒成分，水泥浆液在其中扩散性极差难以形成帷幕，同时对于经过重复或多次破坏的井壁来说，水泥浆较高的注浆压力对井壁的安全和稳定性也构成了严重威胁。化学注浆是解决难灌注松散层和限压条件下的矿井水砂灾害防治的有效手段，其中的一些关键科学问题急待研究解决，如深厚松散层(深部土层)化学注浆后性质的变化，特别是注浆固结体的高压条件下力学性质、水理性质的研究，而研究的前提是试验样品的制备亟待解决。

发明内容

本实用新型的目的是针对已有技术中存在的问题，提供一种结构简单，效果好，能研究深厚松散层注浆性质的注浆试样制备装置。

为实现上述目的，本实用新型的气压控制注浆试样制备装置，包括空气压缩机，经三通管路分别与空气压缩机相连接的气压注浆装置和制样装置，气压注浆装置和制样装置与空气压缩机相连的通气管路上均设有气压开关控制阀和压力阀，气压注浆装置的出浆口经管路与制样装置的入浆口相连，其间设有开关控制阀；所述的气压注浆装置包括气压注浆罐，气压注浆罐的顶部分别设有气压表、侧面设有液面显示计、底部设有流量控制阀；所述的制样装置包括设在固定架上的加压气缸、连接加压气缸的手动换向阀和固定在固定架内的土样制样器。

所述的气压注浆装置为一个或两个并列组合；所述的制样装置为一个、两个或多个并列组合；所述的土样制样器由桶体、设在桶体底部的注浆转换模板和设在桶体上端口内的压板构成；所述的桶体由楔合套装在一起的内外桶构成，内桶为三个带锥度的三瓣膜构成；所述的注浆转换模板上布有多个小孔。

有益效果：本实用新型将气缸与土样制样器结合起来，通过气缸活塞来对土样施加压力，气压控制注浆试样制备装置中气压活塞加压装置通过手动控制阀方向转化，通过加压或卸压，来模拟不同深度土的注浆实验，可以进行双液注浆或单液注浆，并在气压注浆罐的下部设置流量控制阀来控制浆液的不同配比，可以方便地模拟不同深部土层的化学注浆过程并制备实验室内高压力学性质试验、水理性质试验所需要的试样样品，扩展应用于淋滤试验、渗透试验等，能克服大的模型实验装置注浆后制备三轴、渗透等试验样品难的问题，内层采用三个上薄下厚带锥度的三瓣膜，可方便注浆后土样取出；其结构合理，方便拆装，密封效果好，直观，检测方便，实验室操作方便，易于实现，在本领域内具有广泛的实用性。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是本实用新型的气压注浆罐结构示意图。

图3是本实用新型的制样装置结构示意图。

图中：1-空气压缩机，2-三相接头，3-加压气缸，4-气缸活塞，5-压力阀，6-手动控制阀，7-精密气压表，8-注浆试样制样仪，9-气压开关控制阀，10-气压注浆罐甲，11-气压注浆罐乙，12-流量控制阀，13-开关控制阀，14-试样，15-浆液和气压进口，16-液面显示计，17-注浆转换模板，18-固定架，19-压板。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的实施列作进一步的描述：

图1所示，气压控制注浆试样制备装置主要由空气压缩机1、空气压缩机1、气压注浆装置和制样装置构成。空气压缩机1通过一个三相接头2经通管路分别连接气压注浆装置和制样装置，气压注浆装置和制样装置与空气压缩机1相连的通气管路上均设有气压开关控制阀9和压力阀5，气压注浆装置的出浆口经管路与制样装置的入浆口相连，其间设有开关控制阀13；气压注浆装置可以为一个，用于只需一种浆液时；需要配制两种不同浆液时，气压注浆装置为两个并列组合，它包括两个气压注浆罐，如图1中，气压注浆罐甲10和气压注浆罐乙11，两个气压注浆罐的顶部分别设有气压表7和与压力阀5管路相连的浆液和气压进口15，两个气压注浆罐侧面设有液面显示计16、其底部设有流量控制阀12，如图2所示。当打与制样装置相连通的开气压开关控制阀9和手动控制阀6时，压缩的空气就会推动气缸活塞4向下运动，对安装好的土样施加压力，压力的大小可以通过压力阀5来调节。保持空气压缩机1的压力恒定，达到对土样均匀施加某级压力某时段的目的。当打开与气压注浆装置相通的气压开关控制阀9时，气压会从气压进口15进入气压注浆罐甲10和气压注浆罐乙11，液面显示计16显示气压罐中的浆液的多少，精密气压表7可以显示气压的大小，打开流量控制阀12里面的浆液会在气压的压力下顺着高压管流出，通过调整流量控制阀12可以控制两种浆液的比例，使得浆液按照要求的比例在开关控制阀13处进行混合。制样装置由设在固定架18上的加压气缸3、连接加压气缸3的手动换向阀6和固定在固定架18内的土样制样器构成，如图3所示，土样制样器由桶体8、设在桶体8底部的注浆转换模板17和设在桶体8上端口内的压板19构成；桶体8由楔合套装在一起的内外桶构成，内桶为三个带锥度的三瓣膜构成。注浆转换模板17上布有多个小孔。当打开气压开关控制阀9和手动控制阀6时，压缩的空气就会推动气缸活塞4向下运动，对设安装在土样制样器桶体8内的土样施加压力，压力的大小可以通过压力阀5来调节。保持空气压缩机1的压力恒定，达到对土样均匀施加某级压力某时段的目的。打开开关控制阀13，浆液顺着高压管被压入土样制样器中待注浆的土样14中，实现土样14在受某种垂直荷载下自下而上的注浆。