[发明专利]一种水砂突涌试验系统及监测方法

说明书

本发明公开了一种水砂突涌试验系统，包括固定箱，所述固定箱的一侧固定有放置箱，所述固定箱内设有转动模块，所述转动模块上设有四个第一螺杆，且四个第一螺杆的一端均转动连接在固定箱内的底部，四个第一螺杆的一端均贯穿固定箱的侧壁并延伸至固定箱的上端，四个第一螺杆的上端共同固定有横梁，所述横梁上固定有油缸，所述油缸的活塞杆贯穿横梁并延伸至横梁的下端；本发明还公开了一种水砂突涌试验监测方法。本发明解决了试验舱不能稳定固定的问题，同时也解决了水砂分离和计量设备稳定性差，无法进行角度调节的问题，能够根据需要随时进行调节，灵活性强，从而提高了试验数据的准确率，操作简单，方便使用。

技术领域

本发明涉及水砂突涌技术领域，尤其涉及一种水砂突涌试验系统及监测方法。

背景技术

目前，西部地区的煤炭具有厚度大、埋深浅、基岩薄、上覆厚松散砂层的赋存特征。此类煤层开采诱发的覆岩运动程度强烈、波及范围较广，上覆岩层难以形成较稳定的支撑结构，覆岩裂隙发育充分，采动裂缝甚至可直达地表，若上覆厚松散砂层富水性较好，含砂量较高的水砂混合物沿着采动覆岩裂隙溃入井下工作面，导致造成财产损失甚至人员伤亡的事故时有发生，给矿井的安全生产带来很大威胁。要保证煤炭资源的稳步开发，摆脱突水溃砂灾害的严重困扰，在水体下(包括地表水体和含水层)采煤时，进行含水层下采动覆岩裂隙中水砂突涌研究，获得采煤工作面涌水溃砂机制，是亟待解决的关键问题。

由于地下采掘工程隐蔽性的特点，使得采煤引起的覆岩裂隙中水砂运移和突涌的机制难以借助现场观测进行研究，室内试验成为解决这一问题的有效手段，但是，在目前的水砂突涌试验过程中，试验舱不能进行稳定固定，会发生晃动，而且也无法根据需求调整水仓的高度，在不同情况下使用时，不能对水砂分离和计量设备进行角度的调节，从而影响到试验结果，为此，我们提出了一种水砂突涌试验系统及监测方法来解决上述问题。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种水砂突涌试验系统及监测方法。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种水砂突涌试验系统，包括固定箱，所述固定箱的一侧固定有放置箱，所述固定箱内设有转动模块，所述转动模块上设有四个第一螺杆，且四个第一螺杆的一端均转动连接在固定箱内的底部，四个第一螺杆的一端均贯穿固定箱的侧壁并延伸至固定箱的上端，四个第一螺杆的上端共同固定有横梁，所述横梁上固定有油缸，所述油缸的活塞杆贯穿横梁并延伸至横梁的下端，所述油缸的活塞杆末端固定有固定块，所述固定块的下端固定有水仓，所述水仓的下端贯穿设有试验舱，所述试验舱的两侧均设有夹持模块，且第一螺杆贯穿夹持模块，所述固定箱的上端固定有承载板，所述承载板的上端固定有四个支撑杆，四个支撑杆的上端共同固定有支撑板，所述支撑板的上端设有放置槽，且试验舱的下端固定在放置槽内的底部，所述支撑板上设有水砂通道安装槽，所述水砂通道安装槽内安装有水砂通道，所述水砂通道上安装有输送管，所述固定箱的一侧固定有固定板，所述固定板的一侧设有支撑模块，所述支撑模块的上端设有水砂分离和计量设备，且输送管的一端连接在水砂分离和计量设备的一侧，所述固定箱的一侧设有支撑架，所述支撑架的上端固定有储能罐，所述储能罐的下端一侧连接有输气管，且输气管的一端连接在水仓的上端，所述试验舱内的底部设有水压传感器，所述输送管上设有蝶阀，所述输气管上设有阀门。

优选地，所述转动模块包括转动连接在固定箱内相对侧壁上的竖杆，所述竖杆上固定有第三齿轮，所述放置箱的上端贯穿设有转动杆，所述转动杆的一端转动连接在放置箱内的底部，所述转动杆上固定有第一齿轮，所述放置箱的一侧设有第一开口，所述固定箱的一侧设有和第一开口对应的第二开口，所述第一齿轮的一侧贯穿第一开口和第二开口并延伸至固定箱内，所述第一齿轮和第三齿轮相互啮合，四个第一螺杆上均固定有第二齿轮，且四个第二齿轮均和第三齿轮相互啮合，所述转动杆的另一端固定有转动块。