一種采動破碎巖體水砂運(yùn)移試驗(yàn)系統(tǒng)及監(jiān)測方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種采動破碎巖體水砂運(yùn)移試驗(yàn)系統(tǒng)及監(jiān)測方法，其包括支架，所述支架上設(shè)置有試驗(yàn)倉，所述試驗(yàn)倉包括上倉體與下倉體，所述上倉體內(nèi)均勻布置有多個壓力傳感器，所述下倉體內(nèi)均勻布置有多個孔隙水壓力傳感器，所述上倉體內(nèi)鋪設(shè)有砂層，所述下倉體內(nèi)鋪設(shè)有不同巖性和塊度的巖塊層；隨所述頂板向下移動，松散砂層和巖塊層逐漸被壓實(shí)，所述脆性環(huán)氧樹脂隔水板也向下移動，所述破碎桿的尖端部擊碎所述脆性環(huán)氧樹脂隔水板，使所述上倉體與所述下倉體相連通。能進(jìn)行破碎巖體中水砂混合物運(yùn)移及涌出模擬試驗(yàn)，獲取不同地層組合的水砂運(yùn)移參數(shù)，提高了煤層開采誘發(fā)工作面涌水潰砂災(zāi)害特征識別的可靠性。
【專利說明】一種采動破碎巖體水砂運(yùn)移試驗(yàn)系統(tǒng)及監(jiān)測方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種采動破碎巖體水砂運(yùn)移試驗(yàn)系統(tǒng)及監(jiān)測方法。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來隨著煤礦開采強(qiáng)度的不斷加大和開采上限的持續(xù)提高，上覆松散含水層受采動影響，含砂量較高的水砂混合物潰入井下工作面，導(dǎo)致造成財(cái)產(chǎn)損失甚至人員傷亡的地質(zhì)災(zāi)害時有發(fā)生，給礦井的安全生產(chǎn)帶來很大威脅，嚴(yán)重制約著煤炭工業(yè)的發(fā)展。1990年
4月20日，瓷窯灣煤礦發(fā)生冒頂突水潰砂災(zāi)害，涌水量達(dá)200m3/h，總潰砂量4000m3以上，造成一采區(qū)304m長皮帶巷被砂充填厚度達(dá)2m(巷道高4.5m)，地面形成圓錐形塌坑(直徑28m，深14m)，水位迅速下降，水庫干涸。1990年12月28日，瓷窯灣煤礦又發(fā)生一次冒頂突水潰砂，涌水量50m3/h，潰砂量達(dá)6000m3。1996年6月I日，扎賚諾爾鐵北礦多次放生突水潰砂，由于II 2a煤層頂板工作面冒頂，形成的破裂帶與第一含水層溝通，突出水砂1700m3。1989年6月22日，安徽淮北礦區(qū)百善礦666工作面因多次挑頂破壞了頂板上的強(qiáng)風(fēng)化巖層而溝通了松散層底部的砂土，突出水砂1000m3。2002年10月31日，鄒城市橫河煤礦193IE工作面發(fā)生潰砂事故，2名人員被堵在巷道中。2002年11月10日淮北礦業(yè)集團(tuán)公司桃園煤礦二采區(qū)1022 ±工作面(準(zhǔn)備面)，切眼上口發(fā)生突水、潰砂事故，死亡4人，受傷I人，直接經(jīng)濟(jì)損失130多萬元，直接原因:1022±工作面風(fēng)巷布置在軟弱、松散、破碎的基巖風(fēng)化帶內(nèi)，切眼上口重復(fù)垮棚冒頂，高冒區(qū)形成冒落漏斗，難以形成冒落拱，致使冒落帶不斷向上發(fā)育直至第四含水層導(dǎo)通第四含水層，致使四含水、泥、砂、礫石潰入井下。井下工作面涌水潰砂事故的發(fā)生，不僅影響了礦井的正常生產(chǎn)，還威脅了工人的生命安全。
[0003]要保證煤炭資源的穩(wěn)步開發(fā)，擺脫突水潰砂災(zāi)害的嚴(yán)重困擾，在水體下(包括地表水體和含水層)采煤時，防止水砂突涌，科學(xué)合理的設(shè)計(jì)開采上限，進(jìn)行頂板水作用下采動覆巖空間裂隙演化規(guī)律、滲流、突涌水砂模擬，獲得工作面涌水潰砂動力機(jī)制，是亟待解決的關(guān)鍵問題之一。由于地下采掘工程隱蔽性的特點(diǎn)，使得采煤引起的水砂突涌的機(jī)理研究和影響因素難以借助現(xiàn)場觀測進(jìn)行研究，室內(nèi)試驗(yàn)成為解決這一問題的有效手段。通過設(shè)置不同水砂混合物成分、不同水壓力、不同破碎巖體組合等試驗(yàn)參數(shù)，定量化地研究水砂混合物運(yùn)移及涌出的多種地質(zhì)信息，獲得不同模型試驗(yàn)水砂混合流運(yùn)移過程中不同位置監(jiān)測的水壓力變化曲線，同時分析水砂流速度與破碎巖體組合的關(guān)系，觀測水砂溢出口出砂量與時間的變化關(guān)系，對預(yù)防井下涌水潰砂災(zāi)害和保證安全生產(chǎn)具有重大指導(dǎo)意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種用于采動破碎巖體水砂運(yùn)移的試驗(yàn)系統(tǒng)及監(jiān)測方法，定量化地研究水砂混合物運(yùn)移及涌出的多種地質(zhì)信息，分析水砂流速度與破碎巖體組合的關(guān)系，獲取不同地層組合的水砂運(yùn)移參數(shù)。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明方案包括:
[0006]一種采動破碎巖體水砂運(yùn)移試驗(yàn)系統(tǒng)，其包括支架，其中，所述支架上設(shè)置有試驗(yàn)倉，所述試驗(yàn)倉包括上倉體與下倉體，所述上倉體與所述下倉體通過一連接件相連接；所述上倉體設(shè)置能沿所述上倉體移動的頂板，所述頂板上均勻布置有若干個透水孔，所述頂板上設(shè)置有用于施加豎直壓力的加載液壓缸，所述頂板上設(shè)置有排水閥與進(jìn)水閥；所述試驗(yàn)倉內(nèi)設(shè)置有隔水板承載環(huán)體，所述隔水板承載環(huán)體能沿所述試驗(yàn)倉內(nèi)壁移動，所述所述隔水板承載環(huán)體與所述試驗(yàn)倉內(nèi)壁為動密封，所述脆性環(huán)氧樹脂隔水板下方的所述下倉體內(nèi)設(shè)置有豎直布置的破碎桿，所述破碎桿的尖端部與所述脆性環(huán)氧樹脂隔水板之間存在一間隙；所述下倉體底部設(shè)置有出口，所述出口下方的所述支架上設(shè)置有水砂收集裝置；所述上倉體內(nèi)均勻布置有多個壓力傳感器，所述下倉體的內(nèi)壁上均勻布置有多個孔隙水壓力傳感器，孔隙水壓力傳感器的端頭與所述下倉體的內(nèi)壁相平；所述上倉體內(nèi)鋪設(shè)有砂層，所述下倉體內(nèi)鋪設(shè)有巖塊層，所述隔水板承載環(huán)體位于砂層與巖塊層之間，砂層與巖塊層形成模擬材料；隨所述頂板向下移動，使砂層帶動所述脆性環(huán)氧樹脂隔水板也向下移動，所述破碎桿的尖端部擊碎所述脆性環(huán)氧樹脂隔水板，使所述上倉體與所述下倉體相連通。
[0007]所述的采動破碎巖體水砂運(yùn)移試驗(yàn)系統(tǒng)，其中，所述進(jìn)水閥與一水壓水量雙控伺服裝置相連通，所述加載液壓缸與一位移壓力雙控伺服裝置相連接，所述水壓水量雙控伺服裝置與所述位移壓力雙控伺服裝置均與一控制中心通信連接。
[0008]所述的采動破碎巖體水砂運(yùn)移試驗(yàn)系統(tǒng)，其中，所述多個孔隙水壓力傳感器、所述多個壓力傳感器的通信電纜均穿過對應(yīng)的連接端口與所述控制中心通信連接，所述連接端口包括監(jiān)測接口，所述監(jiān)測接口內(nèi)設(shè)置有電纜鎖定管，所述電纜鎖定管末端設(shè)置有密封段，所述多個孔隙水壓力傳感器、所述多個壓力傳感器的通信電纜穿過對應(yīng)密封段。
[0009]所述的采動破碎巖體水砂運(yùn)移試驗(yàn)系統(tǒng)，其中，所述頂板為圓形頂板,圓形頂板上布置有至少四層透水孔，每層的多個透水孔布置在同一圓周上，四層透水孔的圓周為同心圓。
[0010]一種使用所述采動破碎巖體水砂運(yùn)移試驗(yàn)系統(tǒng)的監(jiān)測方法，其包括以下步驟:
[0011]根據(jù)地質(zhì)和采礦條件的抽象地層組合和相似準(zhǔn)則，將松散砂層與不同巖性和塊度的巖塊層分層鋪設(shè)在試驗(yàn)倉內(nèi)，并鋪設(shè)相應(yīng)的壓力傳感器和孔隙水壓力傳感器；關(guān)閉進(jìn)水閥，打開排氣閥，啟動位移壓力雙控伺服裝置，逐級向所述頂板施加豎向荷載，實(shí)時監(jiān)測所述試驗(yàn)倉中模擬材料的變形情況，待模擬材料變形穩(wěn)定之后施加下一級荷載，直至到達(dá)預(yù)定需要的載荷，獲得模擬材料加載過程的應(yīng)力-應(yīng)變曲線；
[0012]然后打開所述排氣閥和所述進(jìn)水閥，啟動水壓水量雙控伺服裝置，設(shè)置所需的水壓力和水流量，對所述試驗(yàn)倉進(jìn)行充水直至所述排氣閥溢水，而后關(guān)閉所述排氣閥，直至達(dá)到設(shè)置的水壓力；
[0013]隨所述頂板向下移動，松散砂層和巖塊層逐漸被壓實(shí)，所述脆性環(huán)氧樹脂隔水板也隨之向下移動，所述破碎桿的尖端部擊碎所述脆性環(huán)氧樹脂隔水板，使所述上倉體與所述下倉體相連通，所述上倉體內(nèi)的水砂自所述下倉體內(nèi)巖塊之間的孔隙從所述下倉體的出口流出，同時觀察水砂涌出情況，同步采集記錄應(yīng)力、孔隙水壓力、流量與位移信息。
[0014]本發(fā)明提供的一種用于采動破碎巖體水砂運(yùn)移的試驗(yàn)系統(tǒng)及監(jiān)測方法，采用上倉體與下倉體的技術(shù)形式，使材料鋪設(shè)更方便，能進(jìn)行破碎巖體中水砂混合物運(yùn)移及涌出模擬試驗(yàn)，獲取不同地層組合的水砂運(yùn)移參數(shù)，提高了煤層開采誘發(fā)工作面涌水潰砂災(zāi)害特征識別的可靠性，能夠?qū)崿F(xiàn)大尺寸、密閉模擬試驗(yàn)；模擬試驗(yàn)系統(tǒng)具有水壓、載荷各自獨(dú)立的穩(wěn)壓系統(tǒng)，更精確、穩(wěn)定性更優(yōu)；還可以配合相應(yīng)的監(jiān)測軟件，實(shí)現(xiàn)了對應(yīng)力、孔隙水壓力，流量，位移信息的實(shí)時監(jiān)測；并且設(shè)置能瞬間開啟的脆性環(huán)氧樹脂隔水板，實(shí)現(xiàn)了給定含壓水砂層瞬間導(dǎo)通過程的模擬。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1為本發(fā)明中試驗(yàn)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖2為本發(fā)明中連接端口的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖3為本發(fā)明中頂板的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖4為本發(fā)明中頂板的俯視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖5為本發(fā)明中隔水板承載環(huán)體與脆性環(huán)氧樹脂隔水板的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖6為本發(fā)明中隔水板承載環(huán)體、脆性環(huán)氧樹脂隔水板與破碎桿的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]本發(fā)明提供了一種采動破碎巖體水砂運(yùn)移試驗(yàn)系統(tǒng)及監(jiān)測方法，為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及效果更加清楚、明確，以下對本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0022]本發(fā)明提供了一種采動破碎巖體水砂運(yùn)移試驗(yàn)系統(tǒng)，如圖1、圖3、圖4、圖6所示的，其包括支架1，其中，所述支架I上設(shè)置有試驗(yàn)倉，所述試驗(yàn)倉包括上倉體2與下倉體3，所述上倉體2與所述下倉體3通過一連接件4相連接，所述連接件4可以采用連接法蘭的技術(shù)形式；所述上倉體2設(shè)置能沿所述上倉體2移動的頂板5，所述頂板5上均勻布置有若干個透水孔6，所述頂板5上設(shè)置有用于施加豎直壓力的加載液壓缸7，所述頂板5上設(shè)置有排水閥8與進(jìn)水閥9。所述試驗(yàn)倉內(nèi)設(shè)置有隔水板承載環(huán)體10，所述隔水板承載環(huán)體10能沿所述試驗(yàn)倉內(nèi)壁移動，所述隔水板承載環(huán)體10與所述試驗(yàn)倉內(nèi)壁為動密封，所述隔水板承載環(huán)體10上設(shè)置有脆性環(huán)氧樹脂隔水板11，所述脆性環(huán)氧樹脂隔水板11下方的所述下倉體3內(nèi)設(shè)置有豎直布置的破碎桿12，所述破碎桿12的尖端部與所述脆性環(huán)氧樹脂隔水板11之間存在一間隙，當(dāng)然還可以在所述破碎桿12外周設(shè)置有移動通道，在移動通道內(nèi)設(shè)置彈簧，使所述破碎桿12的底端設(shè)置在所述彈簧上，利用彈簧的彈性將所述脆性環(huán)氧樹脂隔水板11擊碎，也可以采用其他的技術(shù)手段，在此不再贅述。所述下倉體3底部設(shè)置有出口 13，所述出口 13下方的所述支架I上設(shè)置有水砂收集裝置14，所述出口 13上可以設(shè)置流量計(jì)15與快開閥門16，可以使所述試驗(yàn)倉與所述水砂收集裝置14快速連通；所述上倉體2內(nèi)均勻布置有多個壓力傳感器17，所述下倉體3的內(nèi)壁上均勻布置有多個孔隙水壓力傳感器18，孔隙水壓力傳感器18的端頭與所述下倉體3的內(nèi)壁相平，比如可以采用在所述下倉體3的內(nèi)部上開設(shè)槽孔的技術(shù)手段，將每個孔隙水壓力傳感器18布置在對應(yīng)槽孔內(nèi)，避免了由于壓力過大，使巖塊層將孔隙水壓力傳感器18損壞。所述上倉體2內(nèi)鋪設(shè)有砂層，所述下倉體3內(nèi)鋪設(shè)有巖塊層，所述隔水板承載環(huán)體10位于砂層與巖塊層之間，砂層與巖塊層形成模擬材料；隨所述頂板5向下移動，砂層和巖塊層逐漸被壓實(shí)，所述脆性環(huán)氧樹脂隔水板11也隨之向下移動，所述破碎桿12的尖端部擊碎所述脆性環(huán)氧樹脂隔水板11，使所述上倉體2與所述下倉體3相連通，可以使所述上倉體2內(nèi)的水砂從所述下倉體3內(nèi)巖塊層的孔隙間流出。[0023]更進(jìn)一步的，所述進(jìn)水閥9與一水壓水量雙控伺服裝置相連通19，所述加載液壓缸7與一位移壓力雙控伺服裝置20相連接，所述水壓水量雙控伺服裝置19與所述位移壓力雙控伺服裝置20均與一控制中心21通信連接。
[0024]在本發(fā)明的另一較佳實(shí)施例中，所述多個孔隙水壓力傳感器18、所述多個壓力傳感器17的通信電纜25均穿過對應(yīng)的連接端口與所述控制中心21通信連接，所述連接端口包括監(jiān)測接口 22，所述監(jiān)測接口 22內(nèi)設(shè)置有電纜鎖定管23，所述電纜鎖定管23末端設(shè)置有密封段24，所述多個孔隙水壓力傳感器18、所述多個壓力傳感器17的通信電纜25穿過對應(yīng)密封段24。
[0025]更進(jìn)一步的，如圖4與圖5所示的，所述頂板5為圓形頂板，圓形頂板上布置有至少四層透水孔6，每層的多個透水孔6布置在同一圓周上，四層透水孔6的圓周為同心圓，并且若干個透水孔6在所述頂板5上呈輻射狀，使水流能夠快速的滲入所述上倉體2內(nèi)，完全與實(shí)際滲水情況相同。
[0026]本發(fā)明還提供了一種使用所述采動破碎巖體水砂運(yùn)移試驗(yàn)系統(tǒng)的監(jiān)測方法，其包括以下步驟:
[0027]根據(jù)地質(zhì)和采礦條件的抽象地層組合和相似準(zhǔn)則，將模擬材料鋪設(shè)在試驗(yàn)倉內(nèi)，具體的是，先將巖塊層鋪設(shè)在下倉體3內(nèi)，然后在將隔水板承載環(huán)體10覆蓋在巖塊層上，使破碎桿12的尖端部與脆性環(huán)氧樹脂隔水板11之間存在一間隙，然后在脆性環(huán)氧樹脂隔水板11上方的上倉體2內(nèi)鋪設(shè)砂層，然后鋪設(shè)相應(yīng)的壓力傳感器17和孔隙水壓力傳感器18 ；關(guān)閉進(jìn)水閥9，打開排氣閥8，啟動位移壓力雙控伺服裝置20，逐級向所述頂板5施加豎向荷載，實(shí)時監(jiān)測所述試驗(yàn)倉中模擬材料的變形情況，待模擬材料變形穩(wěn)定之后施加下一級荷載，直至到達(dá)預(yù)定需要的載荷，獲得模擬材料加載過程的應(yīng)力-應(yīng)變曲線；
[0028]然后打開所述排氣閥8和所述進(jìn)水閥9，啟動水壓水量雙控伺服裝置19，設(shè)置所需的水壓力和水流量，對所述試驗(yàn)倉進(jìn)行充水直至所述排氣閥溢水，而后關(guān)閉所述排氣閥8，直至達(dá)到設(shè)置的水壓力；
[0029]隨所述頂板5向下移動，所述脆性環(huán)氧樹脂隔水板11也向下移動，所述破碎桿12的尖端部擊碎所述脆性環(huán)氧樹脂隔水板11，使所述上倉體2與所述下倉體3相連通，所述上倉體2內(nèi)的水砂自所述下倉體3內(nèi)巖塊之間的孔隙從所述下倉體3的出口 13流出，同時觀察水砂涌出情況，同步采集記錄應(yīng)力、孔隙水壓力、流量與位移信息。
[0030]然后更換不同的模擬材料，修改水壓水量雙控伺服裝置19與位移壓力雙控伺服裝置20的對應(yīng)運(yùn)行狀態(tài)，重復(fù)上述步驟。
[0031]對試驗(yàn)過程中監(jiān)測得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，研究在不同水壓力，不同地層組合條件下水砂的突涌特征，通過設(shè)置不同水砂混合物成分、不同水壓力、不同破碎巖體組合等試驗(yàn)參數(shù)，定量化地研究水砂混合物運(yùn)移及涌出的多種地質(zhì)信息，獲得不同模型試驗(yàn)水砂混合流運(yùn)移過程中不同位置監(jiān)測的水壓力變化曲線，同時分析水砂流速度與破碎巖體組合的關(guān)系，觀測水砂出口的出砂量與時間的變化關(guān)系，獲取不同地層組合的水砂運(yùn)移參數(shù)，提高了煤層開采誘發(fā)工作面涌水潰砂災(zāi)害特征識別的可靠性。
[0032]當(dāng)然，以上說明僅僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，本發(fā)明并不限于列舉上述實(shí)施例，應(yīng)當(dāng)說明的是，任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員在本說明書的教導(dǎo)下，所做出的所有等同替代、明顯變形形式，均落在本說明書的實(shí)質(zhì)范圍之內(nèi)，理應(yīng)受到本發(fā)明的保護(hù)。
【權(quán)利要求】
1.一種采動破碎巖體水砂運(yùn)移試驗(yàn)系統(tǒng)，其包括支架，其特征在于，所述支架上設(shè)置有試驗(yàn)倉，所述試驗(yàn)倉包括上倉體與下倉體，所述上倉體與所述下倉體通過一連接件相連接；所述上倉體設(shè)置能沿所述上倉體移動的頂板，所述頂板上均勻布置有若干個透水孔，所述頂板上設(shè)置有用于施加豎直壓力的加載液壓缸，所述頂板上設(shè)置有排水閥與進(jìn)水閥；所述試驗(yàn)倉內(nèi)設(shè)置有隔水板承載環(huán)體，所述隔水板承載環(huán)體能沿所述試驗(yàn)倉內(nèi)壁移動，所述所述隔水板承載環(huán)體與所述試驗(yàn)倉內(nèi)壁為動密封，所述隔水板承載環(huán)體上設(shè)置有脆性環(huán)氧樹脂隔水板，所述脆性環(huán)氧樹脂隔水板下方的所述下倉體內(nèi)設(shè)置有豎直布置的破碎桿，所述破碎桿的尖端部與所述脆性環(huán)氧樹脂隔水板之間存在一間隙；所述下倉體底部設(shè)置有出口，所述出口下方的所述支架上設(shè)置有水砂收集裝置；所述上倉體內(nèi)均勻布置有多個壓力傳感器，所述下倉體的內(nèi)壁上均勻布置有多個孔隙水壓力傳感器，孔隙水壓力傳感器的端頭與所述下倉體的內(nèi)壁相平；所述上倉體內(nèi)鋪設(shè)有砂層，所述下倉體內(nèi)鋪設(shè)有巖塊層，所述隔水板承載環(huán)體位于砂層與巖塊層之間，砂層與巖塊層形成模擬材料；隨所述頂板向下移動，使砂層帶動所述脆性環(huán)氧樹脂隔水板也向下移動，所述破碎桿的尖端部擊碎所述脆性環(huán)氧樹脂隔水板，使所述上倉體與所述下倉體相連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采動破碎巖體水砂運(yùn)移試驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于，所述進(jìn)水閥與一水壓水量雙控伺服裝置相連通，所述加載液壓缸與一位移壓力雙控伺服裝置相連接，所述水壓水量雙控伺服裝置與所述位移壓力雙控伺服裝置均與一控制中心通信連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的采動破碎巖體水砂運(yùn)移試驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于，所述多個孔隙水壓力傳感器、所述多個壓力傳感器的通信電纜均穿過對應(yīng)的連接端口與所述控制中心通信連接，所述連接端口包括監(jiān)測接口，所述監(jiān)測接口內(nèi)設(shè)置有電纜鎖定管，所述電纜鎖定管末端設(shè)置有密封段，所述多個孔隙水壓力傳感器、所述多個壓力傳感器的通信電纜穿過對應(yīng)密封段。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采動破碎巖體水砂運(yùn)移試驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于，所述頂板為圓形頂板，圓形頂板上布置有至少四層透水孔，每層的多個透水孔布置在同一圓周上，四層透水孔的圓周為同心圓。
5.一種使用如權(quán)利要求1所述采動破碎巖體水砂運(yùn)移試驗(yàn)系統(tǒng)的監(jiān)測方法，其包括以下步驟: 根據(jù)地質(zhì)和采礦條件的抽象地層組合和相似準(zhǔn)則，將松散砂層與不同巖性和塊度的巖塊層分層鋪設(shè)在試驗(yàn)倉內(nèi)，并鋪設(shè)相應(yīng)的壓力傳感器和孔隙水壓力傳感器；關(guān)閉進(jìn)水閥，打開排氣閥，啟動位移壓力雙控伺服裝置，逐級向所述頂板施加豎向荷載，實(shí)時監(jiān)測所述試驗(yàn)倉中模擬材料的變形情況，待模擬材料變形穩(wěn)定之后施加下一級荷載，直至到達(dá)預(yù)定需要的載荷，獲得模擬材料加載過程的應(yīng)力-應(yīng)變曲線； 然后打開所述排氣閥和所述進(jìn)水閥，啟動水壓水量雙控伺服裝置，設(shè)置所需的水壓力和水流量，對所述試驗(yàn)倉進(jìn)行充水直至所述排氣閥溢水，而后關(guān)閉所述排氣閥，直至達(dá)到設(shè)置的水壓力； 隨所述頂板向下移動，松散砂層和巖塊層逐漸被壓實(shí)，所述脆性環(huán)氧樹脂隔水板也隨之向下移動，所述破碎桿的尖端部擊碎所述脆性環(huán)氧樹脂隔水板，使所述上倉體與所述下倉體相連通，所述上倉體內(nèi)的水砂自所述下倉體內(nèi)巖塊之間的孔隙從所述下倉體的出口流出，同時觀察水砂涌出情況，同步采集記錄應(yīng)力、孔隙水壓力、流量與位移信息。
【文檔編號】G01N15/08GK103808633SQ201310728748
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2013年12月26日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月26日
【發(fā)明者】郭惟嘉, 王海龍, 陳紹杰, 李楊楊, 孫熙震, 張新國, 尹立明, 孫文斌, 劉音, 陳軍濤, 江寧, 張保良 申請人:山東科技大學(xué)