專利名稱：一種膏體多層充填模擬試驗系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種實驗室三維物理模擬試驗臺，尤其涉及一種模擬煤層開采后進行膏體充填的實驗室試驗系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
煤層在實行垮落法開采后，地表一般要發(fā)生塌陷。因此，建筑物下、鐵路下、水體下和承壓水上壓煤通常需要使用充填法開采。充填法開采一般有一套復(fù)雜的系統(tǒng)，主要包括矸石破碎系統(tǒng)、攪拌系統(tǒng)、泵送管道系統(tǒng)和隔離系統(tǒng)。在實際應(yīng)用中，充填的效果與很多因素有關(guān)，如攪拌系統(tǒng)的攪拌時間、矸石破碎系統(tǒng)的破碎效率、充填料的干濕程度等，而充填效果的好壞直接決定著充填法開采的成功與否。因此，需要通過一定的實驗來確定各個參數(shù)下充填的質(zhì)量，定性或定量的分析各充填參數(shù)對充填的影響。由于充填設(shè)備通常比較龐大，而且井下的環(huán)境比較惡劣，因此如果實驗直接在礦井中進行，不但影響了正常的采掘進度，實驗的大型充填設(shè)備還會造成成本的浪費，甚至發(fā)生人身危險。

發(fā)明內(nèi)容
為解決上述問題，本發(fā)明提供ー種具有充填功能的室內(nèi)模擬充填試驗系統(tǒng)。該系統(tǒng)不僅能模擬充填的整個過程，而且還能檢測充填時的壓力和流量。其技術(shù)解決方案是ー種膏體多層充填模擬試驗系統(tǒng)，包括泵送裝置和模擬箱，所述泵送裝置包括外筒、內(nèi)筒、千斤頂、加載板、壓カ表和多個泵送ロ，所述內(nèi)筒設(shè)置在外筒的內(nèi)部，所述千斤頂設(shè)置在外筒的底部，所述千斤頂?shù)纳戏竭B接有所述加載板，所述加載板設(shè)置在所述內(nèi)筒內(nèi)部，所述壓カ表連通內(nèi)筒內(nèi)部，用于監(jiān)測內(nèi)筒內(nèi)部的壓力，所述泵送ロ連通內(nèi)筒內(nèi)部，每個泵送ロ連接ー根高壓膠管，每根高壓膠管上連接ー個流量計；所述模擬箱， 包括箱體和多個充填斗，所述箱體內(nèi)設(shè)置有多個卡槽，各個卡槽沿箱體的上下方向間隔布置，卡槽與充填斗的數(shù)量一一對應(yīng)，每個卡槽內(nèi)卡固ー個充填斗；所述充填斗包括由底面、 前側(cè)面、后側(cè)面、左側(cè)面和右側(cè)面圍成的充填腔、設(shè)置在充填腔中的充填花管、面板，所述充填花管在所述前側(cè)面上具有充填孔，所述高壓膠管連接在所述充填孔上，所述面板上設(shè)置有抽送槽，可通過推送槽將充填斗從卡槽中抽出。所述面板與所述前側(cè)面一體成型。所述充填花管有多根，各充填花管之間互相平行。所述面板和所述充填花管之間設(shè)置有加強肋。本發(fā)明的優(yōu)點在于結(jié)構(gòu)簡単，制造成本低；易操作，可隨時監(jiān)測調(diào)整充填壓カ和充填流量；具有多個充填斗，且充填斗可分別拉出以調(diào)整其相互之間的位置，便于模擬多煤層充填的情況。


附圖1為本發(fā)明所述模擬試驗系統(tǒng)中泵送裝置的結(jié)構(gòu)示意附圖2為本發(fā)明所述模擬試驗系統(tǒng)中模擬箱(不帶充填斗)的結(jié)構(gòu)示意圖；附圖3為本發(fā)明所述模擬試驗系統(tǒng)中充填斗的結(jié)構(gòu)示意圖。附圖標記如下1-外筒；2-內(nèi)筒；3-千斤頂；4-加載板；5-壓カ表；6_泵送ロ ；7_高壓膠管；8_流量計；9-箱體；10-卡槽；11-充填斗；12-充填腔；13-充填花管；14-加強肋；15-面板； 16-充填孔；17-抽送槽。
具體實施例方式參見附圖1-3，ー種膏體多層充填模擬試驗系統(tǒng)，包括泵送裝置和模擬箱。參見附圖1，泵送裝置包括外筒、內(nèi)筒、千斤頂、加載板、壓カ表和兩個泵送ロ，兩筒嵌套設(shè)置，內(nèi)筒固定設(shè)置在外筒的內(nèi)部，且其在外筒內(nèi)部的位置可調(diào)，千斤頂設(shè)置在外筒的底部，千斤頂?shù)纳戏竭B接有加載板，所述加載板設(shè)置在內(nèi)筒內(nèi)部，可通過千斤頂向內(nèi)筒加壓以泵送內(nèi)筒的膏體，壓カ表連通內(nèi)筒內(nèi)部，用于監(jiān)測內(nèi)筒內(nèi)部的壓力，泵送ロ設(shè)置在內(nèi)筒壁上，連通內(nèi)筒內(nèi)部，用于壓出膏體料漿，每個泵送ロ連接ー根高壓膠管，每根高壓膠管上連接ー個流量計，用于監(jiān)測膏體流量。參見附圖2，模擬箱基本為長方體，包括箱體和多個充填斗，箱體為ー金屬框架，其中設(shè)置有多個卡槽，各個卡槽沿箱體的上下方向平行間隔布置，卡槽與充填斗的數(shù)量一一對應(yīng)，每個卡槽內(nèi)可以卡固ー個充填斗；參見附圖3，充填斗包括由底面、前側(cè)面、后側(cè)面、 左側(cè)面和右側(cè)面圍成的充填腔、設(shè)置在充填腔中的充填花管、前側(cè)面處的面板，充填花管在前側(cè)面上具有充填孔，高壓膠管連接在所述充填孔上，注漿時通過充填花管上的管孔向充填腔中注漿，模擬礦井中各煤層工作面的注漿充填情況，為保證充填的均勻并更好的模擬實際的井下充填情況，可以設(shè)置多根充填花管，在本實施例中設(shè)置有兩根，各充填花管之間互相平行，沿充填腔的長度方向均勻布置。面板優(yōu)選與前側(cè)面一體成型，基本保證在充填斗插入卡槽后，面板緊貼箱體的外壁，面板上的中部設(shè)置抽送槽，可通過推送槽將充填斗從卡槽中抽出或插入，為更好的模擬充填情況，充填斗的長度可能較長，為保證抽出充填斗時其不會發(fā)生彎曲變形，可在面板和充填花管之間設(shè)置三角形或長方形加強肋，以加強充填斗長度方向上的剛性。在進行模擬充填試驗吋，首先插入充填斗，并調(diào)整各充填斗在卡槽中的插入深度， 以模擬需要模擬的實際情況中各煤層的相對位置關(guān)系；將高壓膠管接入最上方的充填斗的充填花管，開始充填，并隨時記錄壓力表和流量計的讀數(shù)，作為充填壓カ和充填量；當最上方的充填斗充填滿或到達預(yù)先設(shè)置的充填量吋，取下高壓膠管，將其接入從上方數(shù)第二個充填斗中，開始充填，依次類推，直到所有充填斗充填完畢；根據(jù)充填壓力、充填量和模擬箱中各充填斗的實際情況對充填效果進行評價。以上所述，僅為本發(fā)明專利較佳的具體實施方式
，但本發(fā)明專利的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明專利揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明專利的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.ー種膏體多層充填模擬試驗系統(tǒng)，包括泵送裝置和模擬箱，其特征在于所述泵送裝置包括外筒、內(nèi)筒、千斤頂、加載板、壓カ表和多個泵送ロ，所述內(nèi)筒設(shè)置在外筒的內(nèi)部，所述千斤頂設(shè)置在外筒的底部，所述千斤頂?shù)纳戏竭B接有所述加載板，所述加載板設(shè)置在所述內(nèi)筒內(nèi)部，所述壓カ表連通內(nèi)筒內(nèi)部，用于監(jiān)測內(nèi)筒內(nèi)部的壓力，所述泵送 ロ連通內(nèi)筒內(nèi)部，每個泵送ロ連接ー根高壓膠管，每根高壓膠管上連接ー個流量計；所述模擬箱包括箱體和多個充填斗，所述箱體內(nèi)設(shè)置有多個卡槽，各個卡槽沿箱體的上下方向間隔布置，卡槽與充填斗的數(shù)量一一對應(yīng)，每個卡槽內(nèi)卡固ー個充填斗；所述充填斗包括由底面、前側(cè)面、后側(cè)面、左側(cè)面和右側(cè)面圍成的充填腔、設(shè)置在充填腔中的充填花管、面板，所述充填花管在所述前側(cè)面上具有充填孔，所述高壓膠管連接在所述充填孔上，所述面板上設(shè)置有抽送槽，可通過推送槽將充填斗從卡槽中抽出。
2.如權(quán)利要求1所述的充填模擬試驗系統(tǒng)，其特征在于所述面板與所述前側(cè)面一體成型。
3.如權(quán)利要求1所述的充填模擬試驗系統(tǒng)，其特征在于所述充填花管有多根，各充填花管之間互相平行。
4.如權(quán)利要求1所述的充填模擬試驗系統(tǒng)，其特征在于所述面板和所述充填花管之間設(shè)置有加強肋。
全文摘要
一種膏體多層充填模擬試驗系統(tǒng)，包括泵送裝置和模擬箱，泵送裝置包括外筒、內(nèi)筒、千斤頂、加載板、壓力表和多個泵送口，泵送口連通內(nèi)筒內(nèi)部，每個泵送口連接一根高壓膠管，每根高壓膠管上連接一個流量計；模擬箱包括箱體和多個充填斗，箱體內(nèi)設(shè)置有多個卡槽，各個卡槽沿箱體的上下方向間隔布置，卡槽與充填斗的數(shù)量一一對應(yīng)，每個卡槽內(nèi)卡固一個充填斗；充填斗包括由底面、前側(cè)面、后側(cè)面、左側(cè)面和右側(cè)面圍成的充填腔、設(shè)置在充填腔中的充填花管、面板，充填花管在所述前側(cè)面上具有充填孔，高壓膠管連接在充填孔上，面板上設(shè)置有抽送槽，可通過推送槽將充填斗從卡槽中抽出。
文檔編號E21F15/06GK102562147SQ20121000159
公開日2012年7月11日 申請日期2012年1月5日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月5日
發(fā)明者卿熙宏, 史俊偉, 張新國, 李楊楊, 江興元, 江寧, 王華玲, 郝妮妮, 韓汝軍 申請人:山東科技大學(xué)