[发明专利]一种受限空间内带压注浆模拟装置及其使用方法

说明书

一种受限空间内带压注浆模拟装置及其使用方法，包括一试样模具、一围压支架、一轴压加载系统、两围压加载系统、一储浆罐、一注浆泵、一进浆管、一回浆管、一压力表、一流量计；试样模具设置于围压支架上；储浆罐连接注浆泵；注浆泵通过进浆管连接到试样模具；试样模具通过回浆管连接到储浆罐；进浆管上设置压力表和流量计；试样模具的上方连接轴压加载系统，试样模具的两侧分别连接围压加载系统；进浆管上还设有一进浆管阀门，回浆管上还设有所述回浆管阀门。本发明通过对破碎岩体施加轴向压力和围压，模拟井下破碎岩体所处真实地应力环境，再通过对破碎岩体进行带压注浆，较为真实的还原了工程现场的注浆条件。

技术领域

本发明属于材料性能测试技术领域，尤其是指一种受限空间内带压注浆模拟装置及其使用方法。

背景技术

随着矿井开采范围的扩大及深度的增加，不稳定和极不稳定的破碎岩体与日俱增，破碎顶板易造成顶板冒落事故，给矿井安全生产带来严重威胁。对于破碎岩体而言，注浆通过改善极破碎岩体结构及其性能，可以有效解决顶板事故给矿井安全生产带来的困扰。

为了有效地指导注浆实践，通常需要把现场的破碎岩体拿到室内进行注浆，将注浆后的试件再进行研究分析，确定注浆过程中，浆液类型与被注介质的匹配关系、注浆压力和注浆时间等，从而为以后现场施工注浆提供依据。

中国实用新型专利ZL200720310235.6公开了一种“高压注浆试验模型装置”，该装置注浆时仅能考虑单轴压缩和注浆压力，没有考虑围压影响。在此基础上，中国发明专利ZL201410205464.6公开了一种“矿山软岩注浆试件室内模拟制作方法及制作装置”，该装置综合考虑围压、轴压、注浆压力及渗透作用的影响，但围压加载过程中液压油直接与试件接触，污染了试件。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种受限空间内带压注浆模拟装置及其使用方法，能够较为真实的反应破碎顶板所处应力状态，进而有效地进行注浆测试实验。

本发明是这样实现的：

一种受限空间内带压注浆模拟装置，包括一试样模具、一围压支架、一轴压加载系统、两围压加载系统、一储浆罐、一注浆泵、一进浆管、一回浆管、一压力表、一流量计；

所述试样模具设置于所述围压支架上；

所述储浆罐连接所述注浆泵；所述注浆泵通过所述进浆管连接到所述试样模具；所述试样模具通过所述回浆管连接到所述储浆罐；

所述进浆管上设置所述压力表和所述流量计；

所述试样模具的上方连接所述轴压加载系统，所述试样模具的两侧分别连接所述围压加载系统；

所述进浆管上还设有一进浆管阀门，所述回浆管上还设有所述回浆管阀门。

进一步地，所述轴压加载系统，包括一轴压加载装置、一轴压加载杆、一轴压加载盘；所述轴压加载杆的上端与所述轴压加载装置相连接；所述轴压加载杆的下端与所述轴压加载盘连接；所述轴压加载盘设置于所述试样模具上，所述轴压加载盘的直径比所述试样模具的直径小6~12mm；所述轴压加载杆的中空段连接所述回浆管。

进一步地，所述围压加载体系统，包括一围压加载装置、一围压加载杆、一加载面；所述围压加载杆的一端连接所述围压加载装置，另一端连接所述加载面；所述加载面连接到所述试样模具，所述加载面为弧形。

进一步地，所述试样模具由高弹性、高强度塑料制成；所述试样模具包括模具体、模具盖；所述模具盖的内径为50~75mm，高度为内径的2~3倍，厚度为3~6mm；所述模具盖与所述模具体通过螺纹连接，两者之间设有一密封圈。

进一步地，所述围压支架，包括支撑盘、支座；所述支撑盘中心开一通孔，用于连接进浆管；所述支座通过地脚螺栓固定在平整的地面。