CN206190279U - 一种模拟钻孔试验台 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种模拟钻孔试验台，包括箱体、支架和用于支撑箱体的支撑座，所述箱体的前端和上部均敞开，箱体的前端内侧设置有可提起的活动门，箱体的上方安装有承压盖板，所述箱体前端的底部设置有用于调节箱体倾斜角度的调节螺杆，所述支架为U型支架，支架倒扣于箱体上，支架的两端固定安装于地面上，所述支架与承压盖板之间以及支架与箱体的两个侧板之间均设置有液压缸，所述箱体的两个侧板上均开设有进气孔，所述进气孔上设置有进气管，所述进气管远离进气孔的一端通过进气总管连接有瓦斯罐，所述进气总管上设置有压力表。本实用新型结构简单，设计合理，使用方便，具有多种功能。

Description

一种模拟钻孔试验台

技术领域

本实用新型属于瓦斯防治实验技术领域，具体涉及一种模拟钻孔试验台。

背景技术

瓦斯灾害是我国煤矿主要自然灾害之一，目前已成为煤矿安全生产的主要矛盾。通过施工钻孔抽采煤层瓦斯是煤矿治理瓦斯灾害的重要手段，而在煤矿瓦斯抽采工作中，钻孔的封孔质量是影响抽采效果的关键因素。

国内实验室模拟瓦斯抽采钻孔的发展一直比较缓慢，一般测试都是通过非常简单的装置进行，或者直接在现场进行实验测试，这样的现状导致的结果就是：不是实验结果不够精确就是现场实验测试困难。近几年模拟钻孔越来越被研究人员重视，发展也变得迅速起来，但是目前实验室所使用的模拟钻孔装置都是比较简单而且功能单一，没有集成多功能的模拟钻孔试验台。因此，有针对性的研发一种模拟钻孔试验台对于煤层钻孔的科学研究是很有必要的。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种模拟钻孔试验台。该试验台结构简单，设计合理，使用方便，具有多种功能，通过设置活动门，方便模拟煤层材料的充填和成型，待模拟煤层成型后可直接提起活动门进行钻孔和封孔操作，通过设置承压盖板和支架，并在支架与承压盖板之间以及支架与箱体的两个侧板之间均设置液压缸，能够向模拟煤层施加三维应力，模拟煤层围压。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种模拟钻孔 试验台，其特征在于：包括箱体、支架和用于支撑箱体的支撑座，所述箱体的前端和上部均敞开，箱体的前端内侧设置有可提起的活动门，箱体的上方安装有承压盖板，所述箱体前端的底部设置有用于调节箱体倾斜角度的调节螺杆，所述支架为U型支架，支架倒扣于箱体上，支架的两端固定安装于地面上，所述支架与承压盖板之间以及支架与箱体的两个侧板之间均设置有液压缸，所述箱体的两个侧板上均开设有进气孔，所述进气孔上设置有进气管，所述进气管远离进气孔的一端通过进气总管连接有瓦斯罐，所述进气总管上设置有压力表。

上述的一种模拟钻孔试验台，其特征在于：所述支撑座包括前支撑座和后支撑座，所述后支撑座设置于箱体后端的底部，所述前支撑座包括设置于箱体前端两侧的左框架和右框架，所述左框架和右框架之间且位于箱体的下方设置有横梁，所述调节螺杆设置于横梁上。

上述的一种模拟钻孔试验台，其特征在于：所述左框架和右框架均为三角钢结构，左框架和右框架对称设置。

上述的一种模拟钻孔试验台，其特征在于：所述箱体的两个侧板的前端内侧均设置有供活动门卡入的卡槽。

本实用新型与现有技术相比具有以下优点：

1、本实用新型结构简单，设计合理，使用方便。

2、本实用新型通过设置活动门，方便模拟煤层材料的充填和成型，待模拟煤层成型后可直接提起活动门进行钻孔和封孔操作。

3、本实用新型设置承压盖板和支架，并在支架与承压盖板之间以及支架与箱体的两个侧板之间均设置液压缸，能够向模拟煤层施加三维应力，模拟煤层围压。

4、本实用新型在箱体的两个侧板上均开设进气孔并设置与瓦斯罐相连的进气管，可以通过在箱体两侧注入瓦斯气体充当实际煤层中的瓦斯源，真实还原现场钻孔密封环境。

5、采用本实用新型的模拟试验台具有多种功能，可以通过调节密封 段的长度，研究不同的封孔深度对密封性能的影响效果；可以通过调整钻孔直径，研究不同直径钻孔在围压下的稳定性和密封性能；可以通过旋转调节螺杆调整出不同倾角的钻孔，研究不同倾角钻孔在围压作用下的稳定性及其密封性能；可以通过使用不同材料进行封孔，研究和验证各种封孔材料的气密性、流动性、渗透性和与煤层粘结性等封孔性能；可以通过向模拟煤层注入不同压力的瓦斯来研究瓦斯压力与封孔材料渗透性的关系；可以通过外加载荷，研究不同围压对瓦斯抽采钻孔稳定性的作用。

下面结合附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本实用新型模拟钻孔试验台的结构示意图。

图2为本实用新型箱体和活动门的位置关系示意图。

图3为本实用新型模拟钻孔试验台的使用状态示意图。

附图标记说明:

1—支撑座； 1-1—后支撑座； 1-2—左框架；

1-3—右框架； 1-4—横梁； 2—箱体；

2-1—侧板； 3—调节螺杆； 4—活动门；

5—承压盖板； 6—支架； 7—液压缸；

8—进气总管； 9—瓦斯罐； 10—压力表；

11—进气管； 12—卡槽； 13—模拟钻孔；

14—瓦斯抽采管； 15—注浆管； 16—负压泵；

17—注浆罐。

具体实施方式

如图1和图2所示，本实用新型的模拟钻孔试验台，其特征在于：包括箱体2、支架6和用于支撑箱体2的支撑座1，所述箱体2的前端和上 部均敞开，箱体2的前端内侧设置有可提起的活动门4，箱体2的上方安装有承压盖板5，所述箱体2前端的底部设置有用于调节箱体2倾斜角度的调节螺杆3，所述支架6为U型支架，支架6倒扣于箱体2上，支架6的两端固定安装于地面上，所述支架6与承压盖板5之间以及支架6与箱体2的两个侧板2-1之间均设置有液压缸7，所述箱体2的两个侧板2-1上均开设有进气孔，所述进气孔上设置有进气管11，所述进气管11远离进气孔的一端通过进气总管8连接有瓦斯罐9，所述进气总管8上设置有压力表10。

本实施例中，所述支撑座1包括前支撑座和后支撑座1-1，所述后支撑座1-1设置于箱体2后端的底部，所述前支撑座包括设置于箱体2前端两侧的左框架1-2和右框架1-3，所述左框架1-2和右框架1-3之间且位于箱体2的下方设置有横梁1-4，所述调节螺杆3设置于横梁1-4上。

本实施例中，所述左框架1-2和右框架1-3均为三角钢结构，左框架1-2和右框架1-3对称设置。

本实施例中，所述箱体2的两个侧板2-1的前端内侧均设置有供活动门4卡入的卡槽12。

本实用新型的模拟钻孔试验台的使用状态如图3所示，使用方法具体包括以下步骤：

步骤一、打开箱体2上方安装的承压盖板5，将活动门4装入箱体2的前端内侧，旋转调节螺杆3使箱体2调整至实验所需角度；

步骤二、根据实际煤层的情况配置模拟煤层材料，将模拟煤层材料填充至箱体2中并压实，填充的模拟煤层材料晾干形成模拟煤层，然后依次安装承压盖板5、支架6和液压缸7；

步骤三、将进气管11插入进气孔中并用胶密封；

步骤四、提起活动门4，采用钻机在模拟煤层的前端中部钻掘模拟钻孔13，然后将瓦斯抽采管14和注浆管15插入模拟钻孔13中，在瓦斯抽采管14远离模拟钻孔13的一端连接负压泵16，在注浆管15远离模拟钻 孔13的一端连接注浆罐17，采用两堵一注的工艺通过注浆管15注入封孔材料，封堵模拟钻孔13；

步骤五、待模拟钻孔13封堵完成后，打开瓦斯罐9向箱体2内通入瓦斯，并通过液压缸7向箱体2内的模拟煤层施加压力，观测实验效果并获取实验数据，实现模拟瓦斯抽采钻孔密封系列实验，所述模拟瓦斯抽采钻孔密封系列实验包括钻孔密封深度实验，不同钻孔直径对封孔的影响实验，不同倾角钻孔密封实验，瓦斯压力与封孔材料渗透性关系的实验，封孔材料气密性、流动性、渗透性和与煤层粘结性的实验，矿压对瓦斯抽采钻孔和封孔材料的影响实验。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型做任何限制，凡是根据实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。

Claims (4)

1.一种模拟钻孔试验台，其特征在于：包括箱体(2)、支架(6)和用于支撑箱体(2)的支撑座(1)，所述箱体(2)的前端和上部均敞开，箱体(2)的前端内侧设置有可提起的活动门(4)，箱体(2)的上方安装有承压盖板(5)，所述箱体(2)前端的底部设置有用于调节箱体(2)倾斜角度的调节螺杆(3)，所述支架(6)为U型支架，支架(6)倒扣于箱体(2)上，支架(6)的两端固定安装于地面上，所述支架(6)与承压盖板(5)之间以及支架(6)与箱体(2)的两个侧板(2-1)之间均设置有液压缸(7)，所述箱体(2)的两个侧板(2-1)上均开设有进气孔，所述进气孔上设置有进气管(11)，所述进气管(11)远离进气孔的一端通过进气总管(8)连接有瓦斯罐(9)，所述进气总管(8)上设置有压力表(10)。

2.按照权利要求1所述的一种模拟钻孔试验台，其特征在于：所述支撑座(1)包括前支撑座和后支撑座(1-1)，所述后支撑座(1-1)设置于箱体(2)后端的底部，所述前支撑座包括设置于箱体(2)前端两侧的左框架(1-2)和右框架(1-3)，所述左框架(1-2)和右框架(1-3)之间且位于箱体(2)的下方设置有横梁(1-4)，所述调节螺杆(3)设置于横梁(1-4)上。

3.按照权利要求2所述的一种模拟钻孔试验台，其特征在于：所述左框架(1-2)和右框架(1-3)均为三角钢结构，左框架(1-2)和右框架(1-3)对称设置。

4.按照权利要求1所述的一种模拟钻孔试验台，其特征在于：所述箱体(2)的两个侧板(2-1)的前端内侧均设置有供活动门(4)卡入的卡槽(12)。