[发明专利]模拟延深开采断层渗透活化突水过程的试验装置和方法

权利要求书

1.模拟延深开采断层渗透活化突水过程的试验装置，其特征在于，包括主体(9)、安装在主体(9)顶部的上顶盖(1)、安装在主体(9)下端的进水装置(14)、及安装在主体(9)底部的下底盖(15)；

所述上顶盖(1)上设有突出物收集装置接口(4)和水压表接口(6)，突出物收集装置接口(4)上接有U型塑料管(3)，U型塑料管(3)上接有球阀(2)，所述水压表接口(6)上接有水压表(5)；所述主体(9)上设有电缆接口(11)，电缆接口(11)上安装有电缆防水密封接头(12)；所述下底盖(15)上开有进水管孔，进水管孔内安装有与进水装置(14)相连的进水管(16)。

2.根据权利要求1所述的模拟延深开采断层渗透活化突水过程的试验装置，其特征在于，所述上顶盖(1)与主体(9)间、下底盖(15)与主体(9)间的连接处均设有凹凸型法兰结构。

3.根据权利要求1或2所述的模拟延深开采断层渗透活化突水过程的试验装置，其特征在于，所述上顶盖(1)与主体(9)间、下底盖(15)与主体(9)间均采用螺栓紧固。

4.根据权利要求3所述的模拟延深开采断层渗透活化突水过程的试验装置，其特征在于，所述上顶盖(1)与主体上端分别开有若干相对应的螺栓孔，下底盖(15)与主体下端分别开有若干相对应的螺栓孔，螺栓孔内安装有高强螺栓(7)。

5.根据权利要求4所述的模拟延深开采断层渗透活化突水过程的试验装置，其特征在于，所述上顶盖(1)、主体上端、主体下端、下底盖(15)中分别均布有16个螺栓孔(8)，相邻每两个螺栓孔(8)之间相差22.5°。

6.根据权利要求1或2所述的模拟延深开采断层渗透活化突水过程的试验装置，其特征在于，所述上顶盖(1)与主体(9)间、下底盖(15)与主体(9)间的连接处安装有防水垫片(10)。

7.根据权利要求6所述的模拟延深开采断层渗透活化突水过程的试验装置，其特征在于，所述防水垫片(10)采用石棉防水垫片。

8.根据权利要求1所述的模拟延深开采断层渗透活化突水过程的试验装置，其特征在于，所述主体(9)的内壁上设有防滑纹路。

9.根据权利要求1所述的模拟延深开采断层渗透活化突水过程的试验装置，其特征在于，所述进水装置(14)为蜂窝状，下底盖(15)与蜂窝状进水装置(14)嵌合，进水装置(14)上覆盖一层无纺布(13)。

10.基于权利要求1-9任一项所述试验装置的试验方法，其特征在于，包括步骤：

(1)试验装置装填完毕后，在球阀(2)处放置一个小桶，将进水管(16)与加水压设备连接，将孔隙水压力传感器连接在监测设备上，并将加水压设备和监测设备连接在计算机上，通过计算机软件对加水压设备和监测设备进行初始化调试；

(2)通过软件设置加压目标值和流速，启动监测设备进行数据采集并启动加水压设备，通过软件实时记录注水压力、流量和孔隙水压力，当加压值达到目标值后保持二十分钟，再增大至下一目标值，重复此过程直至达到最终的目标值；同时，收集球阀(2)中喷出的突出物并记录喷出时的水压表(5)的读数；

(3)试验完成后将记录的参数导出保存，将进水管(16)与加水压设备断开连接，将孔隙水压力传感器与监测设备断开连接，测量球阀(2)处放置的小桶的质量，再放入烘箱内烘干水分，计算颗粒突出物的质量；

(4)将连接上顶盖(1)和主体(9)的高强螺栓(7)按对角线两两拆卸，通过行吊将上顶盖(1)与主体(9)抬升分离，将防水垫片(10)取下；清理主体(9)内部的填料，清理完成后将电缆防水密封接头(12)从电缆接口(11)中取下，将孔隙水压力传感器从电缆防水密封接头(12)中取出，再将连接主体(9)与下底盖(15)的高强螺栓(7)取下，用行吊将主体(9)与下底盖(15)分离，将进水管(16)与进水装置(14)分离，将进水装置(14)与下底盖(15)分离，将所有部件清洗干净后喷涂防锈剂后保存。