CN116256293A - 一种循环抽放水条件下模拟巷道围岩渗透变形试验装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种循环抽放水条件下模拟巷道围岩渗透变形试验装置，涉及巷道围岩渗透变形技术领域，包括进水管路、储水箱和岩石试件，还包括：连接机构，所述连接机构设有四组，其中第一组所述连接机构一端与进水管路连接；第一模拟管路，一端与第一组所述连接机构另一端连接，另一端与第二组连接机构一端连接；第二模拟管路，一端与第二组连接机构另一端连接，另一端与第三组连接机构一端连接；第三模拟管路，一端与第三组连接机构另一端连接，另一端与第四组连接机构一端连接；第四模拟管路，一端与第四组件连接机构另一端连接，另一端与储水箱连接，并与其内部连通。本发明可对电站运行过程中的围岩渗透情况进行研究，同时具有良好的适用性。

Description

一种循环抽放水条件下模拟巷道围岩渗透变形试验装置
技术领域
本发明涉及巷道围岩渗透变形技术领域，具体是一种循环抽放水条件下模拟巷道围岩渗透变形试验装置。
背景技术
随着我国“双碳”目标的提出，大量煤矿矿井将面临着关闭/退出。利用关闭/退出煤矿矿井建设抽水蓄能电站既能协同开发利用废弃煤矿地下空间，又能与风能、光能等可再生能源利用进行互补，优化我国的能源结构。
然而，建设地下抽水蓄能电站亟需解决“循环抽放水条件下巷道围岩渗透变形”的长期稳定性、安全性等关键科学性问题。目前，尚未有一套完整的试验装置可用于“循环抽放水条件下巷道围岩渗透变形”的研究。因此，亟需一种循环抽放水条件下模拟巷道围岩渗透变形试验装置来解决上述问题。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种循环抽放水条件下模拟巷道围岩渗透变形试验装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种循环抽放水条件下模拟巷道围岩渗透变形试验装置，包括进水管路、储水箱和岩石试件，所述岩石试件取自煤矿现场竖井底部，还包括：
连接机构，所述连接机构设有四组，其中第一组所述连接机构一端与进水管路连接；
第一模拟管路，一端与第一组所述连接机构另一端连接，另一端与第二组连接机构一端连接，所述第一模拟管路内部设有岩石试件；
第二模拟管路，一端与第二组连接机构另一端连接，另一端与第三组连接机构一端连接，所述第二模拟管路内部设有岩石试件；
第三模拟管路，一端与第三组连接机构另一端连接，另一端与第四组连接机构一端连接，所述第三模拟管路内部设有岩石试件；
第四模拟管路，一端与第四组件连接机构另一端连接，另一端与储水箱连接，并与其内部连通。
作为本发明进一步的方案：所述连接机构包括：
法兰盘，所述法兰盘设有八组，分别与进水管路、第一模拟管路、第二模拟管路、第三模拟管路和第四模拟管路连接；
螺栓，与法兰盘螺纹连接；
密封垫，与法兰盘抵接，且与螺栓螺纹连接；
镂空漏网板，与密封垫抵接，且与螺栓螺纹连接。
作为本发明进一步的方案：还包括：
第一流量计，与进水管路连接；
第一压力表，与进水管路连接。
作为本发明进一步的方案：还包括：
第二流量计，与第四模拟管路连接；
第二压力表，与第四模拟管路连接。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
一、大致模拟了利用关闭/退出煤矿巷道建设抽水蓄能电站的主要结构组分，且可对电站运行过程中(循环抽放水)的围岩渗透情况进行研究；
二、针对不同区域建设的不同高度落差的地下抽水蓄能电站，本装置可设置不同压力、流速和流量的上库来水，且布置流量计及压力表对上库来水进行监测，使本试验装置具有更好的适用性。
附图说明
图1为本发明实施例中一种循环抽放水条件下模拟巷道围岩渗透变形试验装置的结构示意图；
图2为本发明实施例中连接机构的结构示意图；
图3为本发明实施例中密封垫的结构示意图；
图4为本发明实施例中镂空漏网板的结构示意图。
图中：1、进水管路；2、第一流量计；3、第一压力表；4、法兰盘；5、螺栓；6、密封垫；7、镂空漏网板；8、第一模拟管路；9、第二模拟管路；10、第三模拟管路；11、第四模拟管路；12、第二流量计；13、第二流量计；14、储水箱；15、岩石试件。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例中，请参阅图1至图4，一种循环抽放水条件下模拟巷道围岩渗透变形试验装置，包括进水管路1、储水箱14和岩石试件15，所述岩石试件取自煤矿现场竖井底部，还包括：
连接机构，所述连接机构设有四组，其中第一组所述连接机构一端与进水管路1连接；
第一模拟管路8，一端与第一组所述连接机构另一端连接，另一端与第二组连接机构一端连接，所述第一模拟管路8内部设有岩石试件15；
第二模拟管路9，一端与第二组连接机构另一端连接，另一端与第三组连接机构一端连接，所述第二模拟管路9内部设有岩石试件15；
第三模拟管路10，一端与第三组连接机构另一端连接，另一端与第四组连接机构一端连接，所述第三模拟管路10内部设有岩石试件15；
第四模拟管路11，一端与第四组件连接机构另一端连接，另一端与储水箱14连接，并与其内部连通。
连接机构用于将进水管路1、第一模拟管路8、第二模拟管路9、第三模拟管路10、第四模拟管路11和储水箱14连接成一个整体，水从进水管路1进入，并流经第一模拟管路8、第二模拟管路9、第三模拟管路10和第四模拟管路11，最后回到储水箱14内，进水管路1用于模拟水库的进水端，第一模拟管路8用于模拟竖井底部围岩的渗透变形情况，第二模拟管路9用于模拟输水巷道围岩的渗透变形情况，第三模拟管路10用于模拟储水巷道的渗透变形情况，储水箱14用于模拟下水库进行蓄水。
作为本发明一种实施例，请参阅图1至图4，所述连接机构包括：
法兰盘4，所述法兰盘4设有八组，分别与进水管路1、第一模拟管路8、第二模拟管路9、第三模拟管路10和第四模拟管路11连接；
螺栓5，与法兰盘4螺纹连接；
密封垫6，与法兰盘4抵接，且与螺栓5螺纹连接；
镂空漏网板7，与密封垫6抵接，且与螺栓5螺纹连接。
通过螺栓5将法兰盘4连接在一起，进而将进水管路1、第一模拟管路8、第二模拟管路9、第三模拟管路10、第四模拟管路11和储水箱14连接成一个整体，密封垫6保证整个装置的密闭性，镂空漏网板7用于将进水管路1、第一模拟管路8、第二模拟管路9、第三模拟管路10和第四模拟管路11分隔开。
作为本发明一种实施例，为了满足下水库的储水功能，储水箱14设置的相对较大，且具有一定的高度，以减弱高水头压力带来的水气压缩冲击力，确保试验装置的安全性。
作为本发明一种实施例，请参阅图1，还包括：
第一流量计2，与进水管路1连接；
第一压力表3，与进水管路1连接。
第一流量计2和第一压力表3用于监测试验过程中进水端的流量、流速和压力变化。
作为本发明一种实施例，请参阅图1，还包括：
第二流量计12，与第四模拟管路11连接；
第二压力表13，与第四模拟管路11连接。
第二流量计12和第二压力表13用于监测试验过程中储水端的流量、流速和压力变化。
本发明的工作原理是：通过螺栓5将法兰盘4连接在一起，进而将进水管路1、第一模拟管路8、第二模拟管路9、第三模拟管路10、第四模拟管路11和储水箱14连接成一个整体，密封垫6保证整个装置的密闭性，镂空漏网板7用于将进水管路1、第一模拟管路8、第二模拟管路9、第三模拟管路10和第四模拟管路11分隔开，水从进水管路1进入，并流经第一模拟管路8、第二模拟管路9、第三模拟管路10和第四模拟管路11，最后回到储水箱14内，进水管路1用于模拟水库的进水端，第一模拟管路8用于模拟竖井底部围岩的渗透变形情况，第二模拟管路9用于模拟输水巷道围岩的渗透变形情况，第三模拟管路10用于模拟储水巷道的渗透变形情况，储水箱14用于模拟下水库进行蓄水，第一流量计2和第一压力表3用于监测试验过程中进水端的流量、流速和压力变化，第二流量计12和第二压力表13用于监测试验过程中储水端的流量、流速和压力变化。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (4)

1.一种循环抽放水条件下模拟巷道围岩渗透变形试验装置，包括进水管路、储水箱和岩石试件，所述岩石试件取自煤矿现场竖井底部，其特征在于，还包括：
连接机构，所述连接机构设有四组，其中第一组所述连接机构一端与进水管路连接；
第一模拟管路，一端与第一组所述连接机构另一端连接，另一端与第二组连接机构一端连接，所述第一模拟管路内部设有岩石试件；
第二模拟管路，一端与第二组连接机构另一端连接，另一端与第三组连接机构一端连接，所述第二模拟管路内部设有岩石试件；
第三模拟管路，一端与第三组连接机构另一端连接，另一端与第四组连接机构一端连接，所述第三模拟管路内部设有岩石试件；
第四模拟管路，一端与第四组件连接机构另一端连接，另一端与储水箱连接，并与其内部连通。
2.根据权利要求1所述的一种循环抽放水条件下模拟巷道围岩渗透变形试验装置，其特征在于，所述连接机构包括：
法兰盘，所述法兰盘设有八组，分别与进水管路、第一模拟管路、第二模拟管路、第三模拟管路和第四模拟管路连接；
螺栓，与法兰盘螺纹连接；
密封垫，与法兰盘抵接，且与螺栓螺纹连接；
镂空漏网板，与密封垫抵接，且与螺栓螺纹连接。
3.根据权利要求1所述的一种循环抽放水条件下模拟巷道围岩渗透变形试验装置，其特征在于，还包括：
第一流量计，与进水管路连接；
第一压力表，与进水管路连接。
4.根据权利要求1所述的一种循环抽放水条件下模拟巷道围岩渗透变形试验装置，其特征在于，还包括：
第二流量计，与第四模拟管路连接；
第二压力表，与第四模拟管路连接。
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