[发明专利]一种钻孔注浆模拟试验装置

说明书

技术领域：

本发明属于钻孔注浆模拟试验设备技术领域，涉及一种钻孔注浆模拟试验装置，开发一种钻孔封闭注浆试验平台，研究钻孔封闭时的机理问题。

背景技术：

随着煤矿开采深度不断加大，开采方式的变化，煤矿水害产生的条件以及水害产生的方式都发生着较大的变化，其中，封闭不良钻孔是诱发煤矿水害发生的一个重要因素，是威胁煤矿安全生产的隐患。结合国内外研究现状，目前并没有对钻孔封闭机理和封闭钻孔在采动影响下破坏失稳造成次生导水通道等问题进行进一步研究。因此，寻求一种钻孔注浆模拟试验装置，通过开发一种实验室模拟平台，揭示注浆封闭参数的影响因素，对钻孔封闭试样进行岩石力学测试，结合数值模拟研究封闭钻孔采动破坏失稳机理具有创新意义，并对煤矿生产中遇到的封闭钻孔突水问题具有指导意义。

发明内容：

本发明的目的在于克服现有技术存在的缺点，寻求设计提供一种钻孔注浆模拟试验装置，开发一种钻孔封闭注浆试验平台，研究钻孔封闭时的机理问题。

为了实现上述目的，本发明法的主体结构由罐体和传感系统两部分组成，其中罐体包括密封底座、固定杆孔、注浆密封罐身、罐体固定杆和密封顶盖，密封顶盖由固定杆孔、注浆密封孔和传输线密封孔组成；传感系统包括孔壁应力应变传感器、管壁应力应变传感器、应力应变传输线、注浆管路、试验控制系统；整个罐体呈圆柱状，圆形结构的密封顶盖和密封底座周边上均均匀分布制有8-14个固定杆孔，密封顶盖、密封底座与注浆密封罐身共同组成密封的注浆空间，并使该注浆空间具有耐高压的特性，固定杆孔位的设置便于安装罐体外侧的固定杆，使装置的稳定性和耐膨胀性更加可靠；罐体固定杆的上端通过密封顶盖上的固定杆孔固定在密封顶盖上，下端通过密封底座上的固定杆孔固定在密封底座上；密封顶盖中心有注浆密封孔，注浆管路穿过注浆密封孔与试验控制系统的注浆控制系统连接，注浆密封孔保证在注浆管路穿过的情况下具有密封功能；注浆密封孔的旁边制有传输线密封孔，应力应变传输线通过传输线密封孔穿出与试验控制系统的应力数据采集板连接，采集与注浆有关的注浆液压力、注浆孔壁压力和注浆体压力参数；密封顶盖和密封底座之间安装制有注浆密封罐身，内空圆柱体结构的注浆密封罐身的内侧壁上竖向均匀分布制有孔壁应力应变传感器，外侧壁上竖向均匀分布制有罐壁应力应变传感器，孔壁应力应变传感器和管壁应力应变传感器通过应力应变传输线串接后与试验控制系统的应力数据采集板连接，实现应力数据采集，注浆体外壁压力与钻孔壁内侧压力不同，孔壁应力应变传感器和管壁应力应变传感器对注浆体不同位置的压力均进行监测。

本发明与现有技术相比，通过开发钻孔注浆模拟试验装置，对目前矿井钻孔突水问题进行了深入研究，具有普遍指导意义；其结构简单，操作方便，试验方法简便，采集的数据精确，对煤矿生产中遇到的封闭钻孔突水问题具有指导意义。

附图说明：

图1为本发明的主体结构原理示意图。

具体实施方式：

下面通过实施例并结合附图对本发明作进一步说明。

实施例：

本实施例的主体结构由罐体和传感系统两部分组成，其中罐体包括密封底座101、固定杆孔102、注浆密封罐身103、罐体固定杆104和密封顶盖112，密封顶盖112由固定杆孔102、注浆密封孔105和传输线密封孔106组成；传感系统包括孔壁应力应变传感器110、管壁应力应变传感器111、应力应变传输线107、注浆管路108、试验控制系统109；整个罐体呈圆柱状，圆形结构的密封顶盖112和密封底座101周边上均均匀分布制有8-14个固定杆孔102，密封顶盖112、密封底座101与注浆密封罐身103共同组成密封的注浆空间，并使该注浆空间具有耐高压的特性，固定杆孔位102的设置便于安装罐体外侧的固定杆104，使装置的稳定性和耐膨胀性更加可靠；罐体固定杆104的上端通过密封顶盖112上的固定杆孔102固定在密封顶盖112上，下端通过密封底座101上的固定杆孔102固定在密封底座101上；密封顶盖112中心有注浆密封孔105，注浆管路108穿过注浆密封孔105与试验控制系统109的注浆控制系统连接，注浆密封孔105保证在注浆管路108穿过的情况下具有密封功能；注浆密封孔105的旁边制有传输线密封孔106，应力应变传输线107通过传输线密封孔106穿出与试验控制系统109的应力数据采集板连接，采集与注浆有关的注浆液压力、注浆孔壁压力和注浆体压力参数；密封顶盖112和密封底座101之间安装制有注浆密封罐身103，内空圆柱体结构的注浆密封罐身103的内侧壁上竖向均匀分布制有孔壁应力应变传感器110，外侧壁上竖向均匀分布制有罐壁应力应变传感器111，孔壁应力应变传感器110和管壁应力应变传感器111通过应力应变传输线107串接后与试验控制系统109的应力数据采集板连接，实现应力数据采集，注浆体外壁压力与钻孔壁内侧压力不同，孔壁应力应变传感器110和管壁应力应变传感器111对注浆体不同位置的压力均进行监测。