CN108169451A - 检测矿山充填浆液在管路中运动规律的试验装置与方法 - Google Patents

Abstract

一种检测矿山充填浆液在管路中运动规律的试验装置与方法，试验装置包括玻璃直管、玻璃弯管、活塞、活塞助推器、压力表和流速表，所述玻璃直管和玻璃弯管进行组合形成模拟管路，两端的玻璃直管内均设有活塞和活塞助推器，两端的玻璃直管的管壁上开两个用于安装压力表和流速表的开孔，所述模拟管路中容置有效应浆液和矿山充填浆液，所述效应浆液的两侧均为矿山充填浆液；由此，本发明通过研究矿山充填浆液在管路中运动规律，得到充填浆液在管路中形成结构流时的颗粒组成、质量分数、塌落度、泌水率、颗粒分布、输送速率等指标的范围值，通过控制上述指标，达到优化浆液输送工艺和防止管路中充填材料输送事故发生的目的。

Description

检测矿山充填浆液在管路中运动规律的试验装置与方法

技术领域

本发明涉及充填材料在输送管路中运动规律的技术领域，尤其涉及一种检测矿山充填浆液在管路中运动规律的试验装置与方法，其主要应用于掌握充填材料的管路输送流动规律，为优化输送工艺和预防浆液管路输送事故提供依据。

背景技术

充填采矿技术是利用人工充填采空区替代采出资源支撑上覆岩层，控制上覆岩层移动的一种采煤方法，既可采出煤炭资源，又能很好地控制地表沉陷、保护地面建筑及耕地，同时能合理解决“三下”压煤问题，能实现对地表生态环境的保护性开采，也是煤矿绿色开采的主要方法之一。

充填开采技术以充填材料为媒介，将整个充填开采系统贯穿在了一起。当前煤矿采区主要采用胶结充填的方法进行采空区填充。胶结充填是将采集和加工的惰性材料掺入适量的胶凝材料，加水混合搅拌制备成胶结充填料浆，沿钻孔、管、槽等向采空区输送和堆放浆体，然后使浆体在釆空区中脱去多余的水(或不脱水)，形成具有一定强度和整体性的充填体。胶结充填具有充填体凝固后强度较大，料浆收缩小，顶板管理效果好，有利于改善地压和防止地表塌陷等突出优点。煤矿采区主要采用风积沙、粉碎煤矸石、粉煤灰、水泥等来配制胶结材料，在地面将材料混合、加水搅拌完成，采用管道泵送或自流方式送入采空区充填，待其凝固产生强度，即可对采空区围岩产生作用。为提高充填效果和效率，煤矿采空区用高浓度胶结充填材料进行充填，它多由胶凝材料、风积沙或粉碎煤矸石和粉煤灰配制而成，料浆呈稳定的稠状膏体或似膏体，其质量分数可达74％-85％，应用试验浓度多在82％以上。

充填材料输送是通过无法直接观察和干预的长距离管路实现的。充填材料在管路中输送，具有三个显著特征，一是动态，二是长距离，三是黑匣子。而长距离输送是矿山充填的一个特殊问题，其它行业并不涉及。管路中的充填材料事故是充填开采中最严重的事故之一，会造成较大的财物成本和时间成本。因此，研究矿山充填浆液在管路中运动规律至关重要。而现在还没有较好的用于研究充填材料在管路中运动规律的试验装置和方法。

为此，本发明的设计者有鉴于上述缺陷，通过潜心研究和设计，综合长期多年从事相关产业的经验和成果，研究设计出一种检测矿山充填浆液在管路中运动规律的试验装置与方法，以克服上述缺陷。

发明内容

本发明的目的在于提供一种检测矿山充填浆液在管路中运动规律的试验装置与方法，以实现管路中充填材料运移规律的可视化和可量化试验的目的，同时，通过运用此装置研究矿山充填浆液在管路中运动规律，得到充填浆液在管路中形成结构流时的颗粒组成、质量分数、塌落度、泌水率、颗粒分布、输送速率等指标的范围值，通过控制上述指标，达到优化浆液输送工艺和防止管路中充填浆液输送事故发生的目的。

为解决上述问题，本发明公开了一种检测矿山充填浆液在管路中运动规律的试验装置，包括玻璃直管、玻璃弯管、活塞、活塞助推器、压力表和流速表，其特征在于：

所述玻璃直管和玻璃弯管进行组合形成模拟管路，在玻璃直管和玻璃弯管直径相同且端部均设有用于连接的螺纹，所述模拟管路的两端均为玻璃直管，且模拟管路两端的玻璃直管的外端不封闭，所述两端的玻璃直管内均设有活塞和活塞助推器，所述活塞为橡皮活塞，其安装在玻璃直管内且内径与玻璃直管的内径相同，所述活塞设有贯通的气孔以便于浆液中气体排出和压力恒定，所述活塞助推器的一端与活塞的外侧固定，另一端伸出模拟管路以便于提供压力，两端的玻璃直管的管壁上开两个用于安装压力表和流速表的开孔，所述模拟管路中容置有效应浆液和矿山充填浆液，所述效应浆液的装入量为一节玻璃直管的体积，效应浆液的两侧均为矿山充填浆液，所述矿山充填浆液为正常浆液，所述的效应浆液为质量分数及材料颗粒组成与正常浆液相同的材料，其骨料颗粒被染色。以浆液的初始物理和流变特性为基础，通过活塞助推器作动使管路内浆液进行多个循环运动后，然后通过对效应浆液断面上的灰度值及灰度值在不同位置的集中度测量，以及不同位置断面上分区测量效应浆液的质量浓度和正常浆液骨料颗粒在效应浆液断面上的分布，综合分析得到矿山充填浆液在管路中的运动规律。

其中：所述玻璃直管可有三种，第一种为玻璃直管中的螺纹位于两端且一端为旋进螺纹一端为旋出螺纹，第二种为玻璃直管中的螺纹位于一端且为旋出螺纹，第三种为玻璃直管中的螺纹位于一端且为旋进螺纹，所述玻璃弯管中螺纹位于有机玻璃弯管的两端且一端为旋进螺纹一端为旋出螺纹，从而便于根据需要进行组装和拆卸。

其中：所述玻璃直管的内径为100mm，长度为200mm，壁厚为10mm，端部螺纹的宽度10mm，所述两端的玻璃直管上为安装压力表和流速表探针所留的开孔直径为10mm，所述效应浆液体积为1570cm³。

其中：所述玻璃弯管的内径为100mm，长度为200mm，弯折角度90°，壁厚为10mm，端部螺纹的宽度10mm。

还公开了一种检测矿山充填浆液在管路中运动规律的试验方法，其特征在于包含如下步骤：

步骤一、设计模拟管路的数量和形状；

步骤二、通过多个玻璃直管和玻璃弯管进行连接，根据不同拐点需要和长度需要进行组装，以得到其中一模拟管路，并在该模拟管路两端的玻璃直管上装配活塞、活塞助推器、压力表和流速表，在模拟管路内放入效应浆液和矿山充填浆液，其中效应浆液的长度为一节玻璃直管的长度，其他空间填充矿山充填浆液；

步骤三、压力和流速测量，通过两端活塞助推器对活塞的往复施压，控制效应浆液通过弯管的频率以及通过整个模拟管路的长度，利用两端设置的压力表和流速计确定不同压力下浆液的流速情况；

步骤四、浆液在管中按设定条件运移后，使效应浆液进入一节玻璃直管内，将该具有效应浆液的玻璃直管拆卸下来，进行效应浆液的断面灰度值及灰度值在不同位置的集中度测量，然后，将圆形断面沿着直径进行分区，十字交叉取样，测定断面上不同位置浆液的质量浓度和正常浆液骨料颗粒在效应浆液断面上的分布；

步骤五、改变条件重复步骤二至四，测定不同工况下充填浆液在管路中的运动后，效应浆液断面上不同位置的质量浓度及灰度值、正常浆液骨料颗粒在效应浆液断面上的分布等，得到不同工况下的矿山充填浆液在管路内的运动规律。

通过上述结构可知，本发明检测矿山充填浆液在管路中运动规律的试验装置与方法通过试验装置使原来充填浆液在管路中输送的动态、长距离和黑匣子三个特征不复存在，定量可视化地对矿山充填浆液在管路中的运动进行模拟。通过对效应浆液断面的灰度值及灰度值在不同位置的集中度测量，以及分区测量效应浆液的质量分数和效应浆液中正常浆液骨料颗粒含量测定，联合分析数据可得到矿山充填浆液在管路中的运动规律。通过对带螺纹有机玻璃直管和带螺纹有机玻璃弯管进行组装，按照需要增减有机玻璃直管数量和弯管数量，进而控制管路长度和管路形状；也可通过左右两侧活塞的往复施压，控制效应浆液通过弯管的频率以及通过有机玻璃管的长度，进而得到不同管路长度和不同弯管数量下的填充浆液在管路中的运动规律。在进行运动规律试验前，首先测定所配制浆液的流变特性和流变模型，然后结合试验所得运动规律，通过流变模型建立输送压力与浆液流速及浓度间的关系，分析适宜输送流速，最终达到通过适宜输送流速控制颗粒沉降程度，使充填浆液的输送工艺得到优化并且避免产生堵管现象的目的。

本发明的详细内容可通过后述的说明及所附图而得到。

附图说明

图1为本发明的检测矿山充填浆液在管路中运动规律的试验装置的结构示意图。

图2为本发明实施例所述的当右侧活塞施压后的检测矿山充填浆液在管路中运动规律的试验装置和方法的结构示意图；

图3A、图3B、图3C、图3D为本发明实施例所述的效应浆液断面取样以及灰度值测量示意图

图4为本发明实施例所述的检测矿山充填浆液在管路中运动规律的试验装置和方法的简化示意图；

图5为本发明实施例所述的带螺纹有机玻璃直管和带螺纹有机玻璃弯管根据不同拐点需要的组合简化示意图；

附图标记如下：

1-气孔；2-活塞；3-压力表；4-流速表；5-玻璃直管；6-螺纹；7-玻璃弯管；8-活塞助推器；9-效应浆液；10-矿山充填浆液(正常浆液)。

具体实施方式

参见图1和2，显示了本发明的检测矿山充填浆液在管路中运动规律的试验装置与方法。

所述检测矿山充填浆液在管路中运动规律的试验装置包括玻璃直管5、玻璃弯管7、活塞2、活塞助推器8、压力表3和流速表4，参见图1和图2，所述玻璃直管5和玻璃弯管7可进行组合形成与形状类似于矿山充填时管路的模拟管路，在图中示出的实施例中形成了“几”字形的管路，在玻璃直管5和玻璃弯管7直径相同且端部均设有用于连接的螺纹6，其中所述玻璃直管5可有三种，第一种为玻璃直管5中的螺纹6位于两端且一端为旋进螺纹一端为旋出螺纹，第二种为玻璃直管5中的螺纹6位于一端且为旋出螺纹，第三种为玻璃直管5中的螺纹6位于一端且为旋进螺纹，所述玻璃弯管7中螺纹6位于有机玻璃弯管7的两端且一端为旋进螺纹一端为旋出螺纹，从而便于根据需要进行组装和拆卸，其中，所述模拟管路的两端均为玻璃直管5，且模拟管路两端的玻璃直管5的外端不封闭，所述两端的玻璃直管内均设有活塞2和活塞助推器8，所述活塞2为橡皮活塞，其安装在玻璃直管5内且内径与玻璃直管5的内径相同，所述活塞2设有贯通的气孔1，以便于浆液中气体排出和压力恒定，所述活塞助推器8的一端与活塞2的外侧固定，另一端伸出模拟管路以便于提供压力，两端的玻璃直管5的管壁上开两个用于安装压力表3和流速表4的开孔，所述压力表3的指针安装于其中一个开孔处，所述的流速表4指针安装于另一个开孔处，所述模拟管路中容置有效应浆液9和矿山充填浆液10，其中一段为效应浆液9，效应浆液9的两侧均为矿山充填浆液10，通常来说，所述矿山充填浆液10为正常浆液10，所述的效应浆液9为专门制备的质量分数及材料颗粒组成与正常浆液相同的材料，其骨料颗粒被染色，效应浆液和正常浆液的胶凝材料均选用与两种浆液的骨料颗粒颜色差别较大的胶凝材料，以便两种浆液的骨料颗粒可以明显显现和区分。通过对效应浆液9断面上的灰度值及灰度值在不同位置(不同断面上和断面上不同位置)的集中度测量，以及不同位置断面上分区测量效应浆液9的质量分数和正常浆液10骨料颗粒在效应浆液9断面上的分布，得到矿山充填浆液在管路中的运动规律。

其中，将多个玻璃直管5与玻璃弯管7通过螺纹6可组装成试验需要的长度和形状。

优选的是，所述玻璃直管5的内径为100mm，长度为200mm，壁厚为10mm，端部螺纹的宽度10mm，所述两端的玻璃直管5上为安装压力表3和流速表4探针所留的开孔直径为10mm，其中，所述效应浆液9的装入量为一节玻璃直管5的体积，即1570cm3。另外，玻璃直管的直径、长度、壁厚及端部螺纹宽度可根据检测浆液的颗粒最大粒径进行改变，玻璃直管直径一般大于检测浆液的颗粒最大粒径的10倍即可。

优选的是，所述玻璃弯管7的内径为100mm，长度为200mm，弯折角度90°，壁厚为10mm，端部螺纹的宽度10mm。另外，玻璃弯管的直径、长度、壁厚、端部螺纹宽度及弯折角度可根据检测浆液的颗粒最大粒径进行改变，玻璃弯管直径一般大于检测浆液的颗粒最大粒径的10倍即可。

由此，本发明主要通过左右两端的活塞2进行施压，带动管内浆液流动，通过左右两侧活塞2的往复施压，控制效应浆液通过弯管的频率以及通过整个模拟管路的长度。此时，压力表3和流速计4可确定不同压力下浆液的流速情况。施压结束，浆液在管中按设定条件运移后，使效应浆液9进入一节玻璃直管5内，将该具有效应浆液9的玻璃直管5拆卸下来，进行效应浆液9的断面灰度值及灰度值在不同位置的集中度测量(图3)，然后，将圆形截面沿着直径进行分区，十字交叉取样，测定断面上不同位置浆液的质量分数和正常浆液10骨料颗粒在效应浆液9断面上的分布，具体效应浆液9断面取样以及灰度值测量见图3。

如图4所示，浆液的运动轨迹简化成直线形式画出，以便后续不同组合模式的表示。

为此，本发明还提供了一种检测矿山充填浆液在管路中运动规律的试验方法，该试验方法包含如下步骤：

步骤一、设计模拟管路的数量和形状。

步骤二、通过多个玻璃直管5和玻璃弯管7进行连接，根据不同拐点需要和长度需要进行组装，以得到其中一种模拟管路，并在该模拟管路两端的玻璃直管5上装配活塞2、活塞助推器8、压力表3和流速表4，在模拟管路内放入效应浆液9和矿山充填浆液10，其中效应浆液9的长度为一节玻璃直管5的长度，其它空间填充矿山充填浆液10，通常来说，所述矿山充填浆液10为正常浆液10，所述的效应浆液9为专门制备的质量分数及材料颗粒组成与正常浆液相同的材料，其骨料颗粒被染色，效应浆液和正常浆液的胶凝材料均选用与两种浆液的骨料颗粒颜色差别较大的胶凝材料，以便两种浆液的骨料颗粒可以明显显现和区分。在浆液配置完成后首先测定浆液的密度、质量分数、初始灰度值以及流变特性和流变模型，获得浆液的初始剪切应力，以及剪切应力与剪切速率间的关系。

步骤三、压力和流速测量，通过两端活塞助推器8对活塞2的往复施压，施压可通过人工进行，也可通过压力泵实现，控制效应浆液9通过弯管的频率以及通过整个模拟管路的长度，频率根据正常输浆速率的0.1倍、0.5倍、1倍、1.5倍和2倍或其它倍数进行分别换算后设置，长度应大于管路内径的5倍。浆液的运动频率是通过活塞2的往复运动控制的，长度通过活塞的行程控制。利用两端设置的压力表3和流速计4可测定不同压力下浆液的流速情况。

步骤四、浆液在管路中按设定条件运移后，使效应浆液9进入一节玻璃直管5内，将该具有效应浆液9的玻璃直管5拆卸下来，进行效应浆液9的断面灰度值及灰度值在不同位置的集中度测量。首先，通过前置试验确定效应浆液9中各组分的灰度值范围，以及效应浆液9的初始灰度值，然后进行管路内运动试验。由于浆液在管路中运动过程中，主要关注的为骨料颗粒在竖直方向上的运动和聚集规律，待浆液在管路中完成运动试验后，对效应浆液9不同位置的断面进行拍摄高分辨率照片，保持每个断面照片的相对位置相同，即每张照片中效应浆液9的顶点应是试验过程中管路中效应浆液9顶点，每张照片中效应浆液9的底点应是试验过程中管路中效应浆液9的底点，顶底点的连线为效应浆液9圆形断面的直径，且直径垂直于水平管路所放置的平面。分别以整个效应浆液9断面和以等间距条带平分效应浆液9顶底点连线的直径所分割出的断面条带区间为对象(参见图3A至图3D)，读取整个效应浆液9断面和被分割出的条带图像的平均灰度值，结合前置试验结果，分析各条带区间中的颗粒组成特征，如果灰度值与某一组分相近，则判断该组分在该区内分布较多。以效应浆液9的初始灰度值为基准，与完成管路运动试验后的效应浆液9断面灰度值进行对比，根据后者与前者之间的比值，结合效应浆液骨料组分的灰度值，分析骨料组分在效应浆液9断面上纵向上的集中度。然后，将圆形截面沿着竖向和横向直径进行分区，十字交叉取样，测定断面上不同位置浆液的质量分数和正常浆液10骨料颗粒在效应浆液9断面上的分布。浆液质量分数的测量使用烘干法，即将所取浆液称重后进行烘干，烘干质量与烘干前质量的比值的百分数为质量分数，用以评价浆液中固体颗粒的平均运动方向。另外，浆液骨料颗粒的质量分数使用稀释清洗筛分法，即在完成试验后效应浆液9没有初凝前，将浆液稀释并清洗筛分，使之主要剩余浆液中的骨料颗粒，然后将骨料颗粒烘干称重，该重量与所取浆液的初始重量的比值的百分数即为骨料颗粒的质量分数，用以评价浆液中骨料颗粒的平均运动方向。骨料颗粒烘干后将包括效应浆液9骨料和正常浆液10骨料，两种骨料是相同的，仅颜色不同，然后将混合骨料单层平铺于其他颜色(不与两种骨料的颜色相近)的平板上，垂直等距拍摄骨料的照片，利用软件根据颜色计算两色骨料分别所占的百分比，然后可以依此评定正常浆液骨料在纵横方向上进入效应浆液中的量。

步骤五、根据不同模拟管路设置、不同浆液条件、不同输送条件分别重复步骤二至四，得到不同工况下的填充浆液在管路中的运动规律。浆液的在管路中的运动规律主要是在确定的浆液颗粒组成条件下，在同一坐标系中绘制不同流速与不同位置断面上的效应浆液9的断面灰度值或效应浆液9的断面上正常浆液10颗粒含量的曲线，可拟合建立各变量间的定量关系。变换浆液的颗粒组成或其它条件，重复如上工作，可得出其他确定基本条件下的流速与断面灰度值或效应浆液9中正常浆液10颗粒含量之间的定量关系。

矿山充填材料属于三相时变性粘性流体，其特点为固相、液相、气相三相共存，由于气体含量较少，也可近似为固液两相流体，并且其物理、力学和化学特征随着时间和状态会发生显著的变化。因此，输送浆液的最优目标是管路中输送的浆液在始端和末端浆液的物理、力学和化学特性相差不大，以确保浆液在管路中时的性态稳定，而物理性质中的浆液颗粒运动和聚集规律是最好的体现，因为浆液中固体颗粒运动中的聚集规律决定了浆液重要物理性质，若粗颗粒聚集度较高，则浆液在改工况条件下容易离析沉积，不利于输送，即如果浆液固体颗粒在输送过程中发生聚集，则断面上浆液的物理性质将不均匀，浆液在断面上的运动速度将产生差异，如果颗粒聚集到一定程度，将会在管路中的一定部位发生沉积，堵塞一定的管路断面积，从而加快了固体颗粒的沉积，最终产生管路末端浆液输出不均匀或堵管问题。掌握不同工况下浆液在管路中的运动规律，可以为调控输送工艺奠定基础。

由于浆液性质与试验条件的不同，会影响浆液颗粒在管路中的运动规律，即本发明中可测量的断面灰度值、颗粒含量等指标。例如，在不同流速条件下，可根据测定的断面灰度值或效应浆液9中正常浆液10颗粒含量相关性，结合灰度在断面上的集中度及效应浆液9中正常浆液10在断面纵向上的分布规律，可以确定浆液与试验条件下，浆液内固体或骨料颗粒在输送管路断面上的分布特征，并可通过多因素多组试验建立输送因素、浆液因素与浆液固体或骨料颗粒在输送管路断面上运动规律的相关拟合方程，分析确定浆液的适宜流速(适宜流速的确定标准需要通过其它研究建立)或浆液固体或骨料颗粒的在管路断面上允许纵向沉降程度，因为当浆液性质确定的条件下，保持高流速需要提供较大的能量，而保持适宜的流速，才是比较好的选择，另外，也可根据方程预测未测定参数段的规律。利用该综合方法可以检测在特定工况下浆液的可输送性，可以实现通过改变流速(输送压力)等条件来改变确定浆液在管路中的运动规律，实现对浆液的输送控制。进一步的研究，可以分析在经历管路输送后，浆液的力学和化学性质的变化，该部分内容不在本发明中涉及。

由此，通过将此装置进行不同条件下组合，研究不同工况下的充填浆液在管路中的运动规律，测定效应浆液断面上不同位置的质量分数及灰度值、正常浆液骨料颗粒在效应浆液断面上的分布等指标，得到不同压力、不同流速下、不同材料性能等条件下的矿山充填浆液在管路中的运动规律，再结合通过粘度仪测定的矿山充填浆液流变参数和流变模型，建立输送压力与浆液流速及浓度间的关系，得到适宜输送流速，最终达到通过适宜输送流速控制颗粒沉降程度，优化浆液输送工艺且预防堵管现象的目的。

显而易见的是，以上的描述和记载仅仅是举例而不是为了限制本发明的公开内容、应用或使用。虽然已经在实施例中描述过并且在附图中描述了实施例，但本发明不限制由附图示例和在实施例中描述的作为目前认为的最佳模式以实施本发明的教导的特定例子，本发明的范围将包括落入前面的说明书和所附的权利要求的任何实施例。

Claims (5)

1.一种检测矿山充填浆液在管路中运动规律的试验装置，包括玻璃直管、玻璃弯管、活塞、活塞助推器、压力表和流速表，其特征在于：

所述玻璃直管和玻璃弯管进行组合形成模拟管路，在玻璃直管和玻璃弯管直径相同且端部均设有用于连接的螺纹，所述模拟管路的两端均为玻璃直管，且模拟管路两端的玻璃直管的外端不封闭，所述两端的玻璃直管内均设有活塞和活塞助推器，所述活塞为橡皮活塞，其安装在玻璃直管内且内径与玻璃直管的内径相同，所述活塞设有贯通的气孔以便于浆液中气体排出和压力恒定，所述活塞助推器的一端与活塞的外侧固定，另一端伸出模拟管路以便于提供压力，两端的玻璃直管的管壁上开两个用于安装压力表和流速表的开孔，所述模拟管路中容置有效应浆液和矿山充填浆液，所述效应浆液的装入量为一节玻璃直管的体积，效应浆液的两侧均为矿山充填浆液，所述矿山充填浆液为正常浆液，所述的效应浆液为质量分数及材料颗粒组成与正常浆液相同的材料，其骨料颗粒被染色。以浆液的初始物理和流变特性为基础，通过活塞助推器作动使管路内浆液进行多个循环运动后，然后通过对效应浆液断面上的灰度值及灰度值在不同位置的集中度测量，以及不同位置断面上分区测量效应浆液的质量浓度和正常浆液骨料颗粒在效应浆液断面上的分布，综合分析得到矿山充填浆液在管路中的运动规律。

2.如权利要求1所述的试验装置，其特征在于：所述玻璃直管可有三种，第一种为玻璃直管中的螺纹位于两端且一端为旋进螺纹一端为旋出螺纹，第二种为玻璃直管中的螺纹位于一端且为旋出螺纹，第三种为玻璃直管中的螺纹位于一端且为旋进螺纹，所述玻璃弯管中螺纹位于有机玻璃弯管的两端且一端为旋进螺纹一端为旋出螺纹，从而便于根据需要进行组装和拆卸。

3.如权利要求1所述的试验装置，其特征在于：所述玻璃直管的内径为100mm，长度为200mm，壁厚为10mm，端部螺纹的宽度10mm，所述两端的玻璃直管上为安装压力表和流速表探针所留的开孔直径为10mm，所述效应浆液体积为1570cm³。

4.如权利要求1所述的试验装置，其特征在于：所述玻璃弯管的内径为100mm，长度为200mm，弯折角度90°，壁厚为10mm，端部螺纹的宽度10mm。

5.一种检测矿山充填浆液在管路中运动规律的试验方法，其特征在于包含如下步骤：

步骤一、设计模拟管路的数量和形状；

步骤二、通过多个玻璃直管和玻璃弯管进行连接，根据不同拐点需要和长度需要进行组装，以得到其中一模拟管路，并在该模拟管路两端的玻璃直管上装配活塞、活塞助推器、压力表和流速表，在模拟管路内放入效应浆液和矿山充填浆液，其中效应浆液的长度为一节玻璃直管的长度，其他空间填充矿山充填浆液；

步骤三、压力和流速测量，通过两端活塞助推器对活塞的往复施压，控制效应浆液通过弯管的频率以及通过整个模拟管路的长度，利用两端设置的压力表和流速计确定不同压力下浆液的流速情况；

步骤四、浆液在管中按设定条件运移后，使效应浆液进入一节玻璃直管内，将该具有效应浆液的玻璃直管拆卸下来，进行效应浆液的断面灰度值及灰度值在不同位置的集中度测量，然后，将圆形断面沿着直径进行分区，十字交叉取样，测定断面上不同位置浆液的质量浓度和正常浆液骨料颗粒在效应浆液断面上的分布；

步骤五、改变条件重复步骤二至四，测定不同工况下充填浆液在管路中的运动后，效应浆液断面上不同位置的质量浓度及灰度值、正常浆液骨料颗粒在效应浆液断面上的分布等，得到不同工况下的矿山充填浆液在管路内的运动规律。