[发明专利]一种矿井注浆堵水材料性能测试装置及其使用方法

权利要求书

1.一种矿井注浆堵水材料性能测试装置及其使用方法，其特征在于：包括震实台、测试筒、注浆泵、水泵和加压系统，测试筒固定安装在震实台上，测试筒内的底部安装有固定多孔板，测试筒内的顶部安装有活动多孔板，测试筒在位于固定多孔板和活动多孔板之间的区域为材料填充区，活动多孔板和加压系统连接，通过加压系统推动活动多孔板移动进行轴向加压，材料填充区的侧壁分别连通安装有自上往下的若干注浆管和自上往下的若干测压管，注浆管和注浆泵相连，测压管上安装有水压力表，水泵通过注水管和测试筒底部连通，测试筒的顶部安装有出水管，注浆管、测压管、注水管和出水管上都安装有阀门。

2.如权利要求1所述的一种矿井注浆堵水材料性能测试装置，其特征在于：所述若干测压管和若干注浆管分别等距安装在测试筒的两侧，测压管和注浆管位置相错开安装，且每个注浆管均位于两测压管的中间。

3.如权利要求1所述的一种矿井注浆堵水材料性能测试装置，其特征在于：所述测试筒内涂覆一层厚度为3-5mm的石蜡。

4.如权利要求1所述的一种矿井注浆堵水材料性能测试装置，其特征在于：所述出水管位于其阀门和测试筒之间的一段还和真空管连通，真空管上安装有真空表和真空表阀门，真空管和真空泵连接。

5.如权利要求1所述的一种矿井注浆堵水材料性能测试装置，其特征在于：所述测试筒具有上端盖，加压系统具有加压杆，上端盖开设供加压杆穿入的通孔，加压杆穿过该通孔后和活动多孔板连接；所述注水管和出水管上安装有流量计；所述测试筒由钢管制成。

6.如权利要求1所述的一种矿井注浆堵水材料性能测试装置，其特征在于：所述加压系统包括液压控制系统、液压管、液压装置和加压杆，液压控制系统通过液压管和液压装置相连，加压杆安装在液压装置上，通过液压装置带动加压杆上下移动。

7.一种矿井注浆堵水材料性能测试装置的使用方法，其特征在于，步骤如下：

（1）装料：将碎石颗粒按照自然级配放入测试筒内；

（2）设备安装；

（3）施加压力：利用加压系统对测试筒内的碎石块加一个压力，并保持此压力值；

（4）测试渗透性系数：打开注水管、出水管、测压管上的阀门，保证注浆管上的阀门处于关闭状态；打开注水泵，流量调节至合适大小，待流量稳定后，读取水压力表上的示数，记录相关数据，并根据达西公式计算碎石块的渗透性系数；

（5）记录注浆压力：保持水泵的流量不变，打开注浆管上的阀门，利用注浆泵将堵水材料注入测试筒内的碎石中，直到出水管上无水流出，记录此时注浆压力；

（6）整理设备：关闭注水泵，将测试筒拆下，将测试筒内的碎石块和堵水材料的结合体取出，观察注浆扩散半径，记录此扩散半径值，并清理设备；

（7）重复试验：重复步骤1~6，其中在步骤3中，每次试验依次逐步提高加压系统的压力值，然后记录步骤1~6中的数据，直至碎石块的渗透性系数不再发生变化时，停止试验。

8.一种矿井注浆堵水材料性能测试装置的使用方法，其特征在于：所述碎石为粒径小于5cm的不同大小的碎石，并在步骤（1）装碎石之前，在测试筒内均匀涂一层3~5mm的石蜡，在步骤（6）时，先对测试筒进行加热至石蜡融化，然后再取出碎石块和堵水材料的结合体。

9.一种矿井注浆堵水材料性能测试装置的使用方法，其特征在于：所述设备安装过程为：把测试筒安装到震实台上，并将注浆管、出水管、测压管安装到测试筒上，利用震实台把碎石震实；加压杆穿过上端盖通孔后，将加压杆与活动多孔板相连，通过液压控制系统将活动多孔板压入测试筒内，再把上端盖连接到测试筒上，将水压力表与测压管相连，水泵与注水管相连，注浆泵与注浆管相连。

10.一种矿井注浆堵水材料性能测试装置的使用方法，其特征在于：所述第（2）步和第（3）步之间还具有检测整个测试装置气密性的步骤，该步骤的过程为：关闭除真空表阀门以外的所有阀门，将真空泵与真空管相连，待真空表示数显示-0.1MPa时，关闭真空泵；经过1h后，若真空表示数没有变化，说明系统的气密性良好，否则进行相关检查，并进行加固密封；并且在之后的步骤中需保持真空表阀门关闭。