CN202417592U

CN202417592U - 一种膏体多层充填模拟试验系统

Info

Publication number: CN202417592U
Application number: CN2012200024318U
Authority: CN
Inventors: 张新国; 王华玲; 郝妮妮; 李杨杨; 史俊伟; 卿熙宏; 韩汝军; 江宁; 江兴元
Original assignee: Shandong University of Science and Technology
Current assignee: Shandong University of Science and Technology
Priority date: 2012-01-05
Filing date: 2012-01-05
Publication date: 2012-09-05
Anticipated expiration: 2022-01-05

Abstract

一种膏体多层充填模拟试验系统，包括泵送装置和模拟箱，泵送装置包括外筒、内筒、千斤顶、加载板、压力表和多个泵送口，泵送口连通内筒内部，每个泵送口连接一根高压胶管，每根高压胶管上连接一个流量计；模拟箱包括箱体和多个充填斗，箱体内设置有多个卡槽，各个卡槽沿箱体的上下方向间隔布置，卡槽与充填斗的数量一一对应，每个卡槽内卡固一个充填斗；充填斗包括由底面、前侧面、后侧面、左侧面和右侧面围成的充填腔、设置在充填腔中的充填花管、面板，充填花管在所述前侧面上具有充填孔，高压胶管连接在充填孔上，面板上设置有抽送槽，可通过推送槽将充填斗从卡槽中抽出。

Description

一种膏体多层充填模拟试验系统

技术领域

本实用新型涉及一种实验室三维物理模拟试验台，尤其涉及一种模拟煤层开采后进行膏体充填的实验室试验系统。

背景技术

煤层在实行垮落法开采后，地表一般要发生塌陷。因此，建筑物下、铁路下、水体下和承压水上压煤通常需要使用充填法开采。充填法开采一般有一套复杂的系统，主要包括矸石破碎系统、搅拌系统、泵送管道系统和隔离系统。在实际应用中，充填的效果与很多因素有关，如搅拌系统的搅拌时间、矸石破碎系统的破碎效率、充填料的干湿程度等，而充填效果的好坏直接决定着充填法开采的成功与否。因此，需要通过一定的实验来确定各个参数下充填的质量，定性或定量的分析各充填参数对充填的影响。由于充填设备通常比较庞大，而且井下的环境比较恶劣，因此如果实验直接在矿井中进行，不但影响了正常的采掘进度，实验的大型充填设备还会造成成本的浪费，甚至发生人身危险。

实用新型内容

为解决上述问题，本实用新型提供一种具有充填功能的室内模拟充填试验系统。该系统不仅能模拟充填的整个过程，而且还能检测充填时的压力和流量。

其技术解决方案是：一种膏体多层充填模拟试验系统，包括泵送装置和模拟箱，所述泵送装置包括外筒、内筒、千斤顶、加载板、压力表和多个泵送口，所述内筒设置在外筒的内部，所述千斤顶设置在外筒的底部，所述千斤顶的上方连接有所述加载板，所述加载板设置在所述内筒内部，所述压力表连通内筒内部，用于监测内筒内部的压力，所述泵送口连通内筒内部，每个泵送口连接一根高压胶管，每根高压胶管上连接一个流量计；所述模拟箱，包括箱体和多个充填斗，所述箱体内设置有多个卡槽，各个卡槽沿箱体的上下方向间隔布置，卡槽与充填斗的数量一一对应，每个卡槽内卡固一个充填斗；所述充填斗包括由底面、前侧面、后侧面、左侧面和右侧面围成的充填腔、设置在充填腔中的充填花管、面板，所述充填花管在所述前侧面上具有充填孔，所述高压胶管连接在所述充填孔上，所述面板上设置有抽送槽，可通过推送槽将充填斗从卡槽中抽出。

所述面板与所述前侧面一体成型。

所述充填花管有多根，各充填花管之间互相平行。

所述面板和所述充填花管之间设置有加强肋。

本实用新型的优点在于：结构简单，制造成本低；易操作，可随时监测调整充填压力和充填流量；具有多个充填斗，且充填斗可分别拉出以调整其相互之间的位置，便于模拟多煤层充填的情况。

附图说明

附图1为本实用新型所述模拟试验系统中泵送装置的结构示意图；

附图2为本实用新型所述模拟试验系统中模拟箱(不带充填斗)的结构示意图；

附图3为本实用新型所述模拟试验系统中充填斗的结构示意图。

附图标记如下：

1-外筒；2-内筒；3-千斤顶；4-加载板；5-压力表；6-泵送口；7-高压胶管；8-流量计；9-箱体；10-卡槽；11-充填斗；12-充填腔；13-充填花管；14-加强肋；15-面板；16-充填孔；17-抽送槽。

具体实施方式

参见附图1-3，一种膏体多层充填模拟试验系统，包括泵送装置和模拟箱。

参见附图1，泵送装置包括外筒、内筒、千斤顶、加载板、压力表和两个泵送口，两筒嵌套设置，内筒固定设置在外筒的内部，且其在外筒内部的位置可调，千斤顶设置在外筒的底部，千斤顶的上方连接有加载板，所述加载板设置在内筒内部，可通过千斤顶向内筒加压以泵送内筒的膏体，压力表连通内筒内部，用于监测内筒内部的压力，泵送口设置在内筒壁上，连通内筒内部，用于压出膏体料浆，每个泵送口连接一根高压胶管，每根高压胶管上连接一个流量计，用于监测膏体流量。

参见附图2，模拟箱基本为长方体，包括箱体和多个充填斗，箱体为一金属框架，其中设置有多个卡槽，各个卡槽沿箱体的上下方向平行间隔布置，卡槽与充填斗的数量一一对应，每个卡槽内可以卡固一个充填斗；参见附图3，充填斗包括由底面、前侧面、后侧面、左侧面和右侧面围成的充填腔、设置在充填腔中的充填花管、前侧面处的面板，充填花管在前侧面上具有充填孔，高压胶管连接在所述充填孔上，注浆时通过充填花管上的管孔向充填腔中注浆，模拟矿井中各煤层工作面的注浆充填情况，为保证充填的均匀并更好的模拟实际的井下充填情况，可以设置多根充填花管，在本实施例中设置有两根，各充填花管之间互相平行，沿充填腔的长度方向均匀布置。面板优选与前侧面一体成型，基本保证在充填斗插入卡槽后，面板紧贴箱体的外壁，面板上的中部设置抽送槽，可通过推送槽将充填斗从卡槽中抽出或插入，为更好的模拟充填情况，充填斗的长度可能较长，为保证抽出充填斗时其不会发生弯曲变形，可在面板和充填花管之间设置三角形或长方形加强肋，以加强充填斗长度方向上的刚性。

在进行模拟充填试验时，首先插入充填斗，并调整各充填斗在卡槽中的插入深度，以模拟需要模拟的实际情况中各煤层的相对位置关系；将高压胶管接入最上方的充填斗的充填花管，开始充填，并随时记录压力表和流量计的读数，作为充填压力和充填量；当最上方的充填斗充填满或到达预先设置的充填量时，取下高压胶管，将其接入从上方数第二个充填斗中，开始充填，依次类推，直到所有充填斗充填完毕；根据充填压力、充填量和模拟箱中各充填斗的实际情况对充填效果进行评价。

以上所述，仅为本实用新型专利较佳的具体实施方式，但本实用新型专利的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型专利揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型专利的保护范围之内。

Claims

1.一种膏体多层充填模拟试验系统，包括泵送装置和模拟箱，其特征在于：

所述泵送装置包括外筒、内筒、千斤顶、加载板、压力表和多个泵送口，所述内筒设置在外筒的内部，所述千斤顶设置在外筒的底部，所述千斤顶的上方连接有所述加载板，所述加载板设置在所述内筒内部，所述压力表连通内筒内部，用于监测内筒内部的压力，所述泵送口连通内筒内部，每个泵送口连接一根高压胶管，每根高压胶管上连接一个流量计；

所述模拟箱包括箱体和多个充填斗，所述箱体内设置有多个卡槽，各个卡槽沿箱体的上下方向间隔布置，卡槽与充填斗的数量一一对应，每个卡槽内卡固一个充填斗；

所述充填斗包括由底面、前侧面、后侧面、左侧面和右侧面围成的充填腔、设置在充填腔中的充填花管、面板，所述充填花管在所述前侧面上具有充填孔，所述高压胶管连接在所述充填孔上，所述面板上设置有抽送槽，可通过推送槽将充填斗从卡槽中抽出。

2.如权利要求1所述的充填模拟试验系统，其特征在于：所述面板与所述前侧面一体成型。

3.如权利要求1所述的充填模拟试验系统，其特征在于：所述充填花管有多根，各充填花管之间互相平行。

4.如权利要求1所述的充填模拟试验系统，其特征在于：所述面板和所述充填花管之间设置有加强肋。