CN206223758U - 一种模拟基岩注浆充填的实验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种模拟基岩注浆充填的实验装置，包括模型框架，模型框架内设置有基岩层，基岩层在底部开挖处由下而上依次形成垮落带、裂隙带和弯曲下沉带，模型框架内还设置有凡士林熔液储存箱、石蜡熔液储存箱、溶液混合器和Y型管道，Y型管道的上部一支管道与凡士林熔液储存箱连通，Y型管道的上部另一支管道与石蜡熔液储存箱连通，Y型管道的下部管道穿过弯曲下沉带后位于裂隙带的底部，溶液混合器安装在Y型管道的下部管道上。本实用新型能开展实验室内的基岩强化试验，能够有效为现场试验提供数据参考及理论基础，减少现场试验的盲目性及工作量，同时可满足现场试验所要求的几何相似、物理相似、运动相似和边界相似的条件。

Description

一种模拟基岩注浆充填的实验装置

技术领域

本实用新型涉及一种实验装置，尤其涉及一种模拟基岩注浆充填的实验装置。

背景技术

基岩强化注浆充填是控制地表沉陷的一种主动方式，其是由地面向基岩内打钻，由钻孔向离层空间注浆，从而抑制离层空间上覆基岩继续传递破坏。注浆技术至今己有200余年的发展历史，地面预注浆在基岩强化施工时使用较多，我国先后在多个矿区进行了基岩强化注浆试验，取得了一定的基岩强化效果和经济效益。但是现场试验的成本高，耗时多，且重复对比性较差，严重阻碍了该类技术的发展及推广。而实验室内仿真模拟试验有可重复、成本低、周期短的特点，能够有效克服这一弊端，但目前国内实验室内尚无此类用于模拟基岩强化注浆的实验装置，进行试验的模拟材料研究也不够深入。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述现有技术中的不足，提供一种模拟基岩注浆充填的实验装置，其能开展实验室内的基岩强化试验，能够有效为现场试验提供数据参考及理论基础，减少现场试验的盲目性及工作量，同时可满足现场试验所要求的几何相似、物理相似、运动相似和边界相似的条件。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种模拟基岩注浆充填的实验装置，其特征在于：包括模型框架，所述模型框架内设置有基岩层，所述基岩层在底部开挖处由下而上依次形成垮落带、裂隙带和弯曲下沉带，所述模型框架内还设置有凡士林熔液储存箱、石蜡熔液储存箱、溶液混合器和Y型管道，所述Y型管道的上部一支管道与凡士林熔液储存箱连通，所述Y型管道的上部另一支管道与石蜡熔液储存箱连通，所述Y型管道的下部管道穿过弯曲下沉带后位于裂隙带的底部，所述溶液混合器安装在Y型管道的下部管道上。

上述的一种模拟基岩注浆充填的实验装置，其特征在于：所述Y型管道的上部一支管道上安装有第一流量调节阀，所述Y型管道的上部另一支管道上安装有第二流量调节阀。

上述的一种模拟基岩注浆充填的实验装置，其特征在于：所述溶液混合器内安装有搅拌器。

上述的一种模拟基岩注浆充填的实验装置，其特征在于：所述模型框架为钢模型框架。

上述的一种模拟基岩注浆充填的实验装置，其特征在于：所述Y型管道为Y型钢管。

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、设计合理且使用操作方便。

2、本实用新型建立于相似材料模拟实验的基础之上，基于可用于相似模拟实验的强化注浆系统，进一步扩充相似模拟实验的模拟范围；与现有的现场注浆实验相比，本实用新型可满足现场试验所要求的几何相似、物理相似、运动相似和边界相似的条件。

3、本实用新型使在相似模拟实验过程中的基岩强化注浆成为可能，开拓了一种新的相似模拟实验装置，且该装置的外部钢体结构可重复使用，内部模拟材料在市场易购，价格低廉，便于各岩土模拟实验室的广泛利用及推广。

下面通过附图和实施例，对本实用新型做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

附图标记说明:

1—模型框架； 2—基岩层； 3—垮落带；

4—裂隙带； 5—弯曲下沉带； 6—凡士林熔液储存箱；

7—石蜡熔液储存箱； 8—溶液混合器； 9—Y型管道；

10—第一流量调节阀； 11—第二流量调节阀； 12—搅拌器。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型包括模型框架1，所述模型框架1内设置有基岩层2，所述基岩层2在底部开挖处由下而上依次形成垮落带3、裂隙带4和弯曲下沉带5，所述模型框架1内还设置有凡士林熔液储存箱6、石蜡熔液储存箱7、溶液混合器8和Y型管道9，所述Y型管道9的上部一支管道与凡士林熔液储存箱6连通，所述Y型管道9的上部另一支管道与石蜡熔液储存箱7连通，所述Y型管道9的下部管道穿过弯曲下沉带5后位于裂隙带4的底部，所述溶液混合器8安装在Y型管道9的下部管道上。

相似材料模拟实验通常用来模拟煤层开采后引起的一系列覆岩移动规律，将大尺寸的地层结构简化为可在实验室内完成的研究模型；模型在模拟开采过程中产生垮落带、裂隙带和弯曲下沉带，引起地表下沉和水平移动；裂隙带、弯曲下沉带又合称为导水裂缝带，导水裂缝带发育至含水层时形成导水通道，可引起工作面突水事故。为了避免此类灾害发生，在模拟开挖实验中对基岩的裂隙层进行注浆充填，用于减少基岩的向下挠曲变形量，阻止上覆岩层进一步的产生离层和裂隙，以此来判断充填材料及充填强度的基岩强化效果。本实用新型将通过设置凡士林熔液储存箱6、石蜡熔液储存箱7、溶液混合器8和Y型管道9，用凡士林熔液和石蜡熔液的混合熔液充填对模拟开挖过程中产生的裂隙层进行注浆充填，并通过记录注浆充填后覆岩移动变形和导水裂隙带发育状况来进行实验分析，基于此装置开展实验室内的基岩强化试验，能够有效为现场试验提供数据参考及理论基础，减少现场试验的盲目性及工作量。

如图1所示，所述Y型管道9的上部一支管道上安装有第一流量调节阀10，所述Y型管道9的上部另一支管道上安装有第二流量调节阀11，便于调节溶液流量。

如图1所示，所述溶液混合器8内安装有搅拌器12，利于溶液搅拌均匀。

本实施例中，所述模型框架1为钢模型框架。

本实施例中，所述Y型管道9为Y型钢管。

本实用新型的工作原理为：将熔化的凡士林熔液和石蜡熔液，使用溶液混合器8混合均匀，然后通过Y型管道9输送至离层区域，待混合熔液冷却后凝固成具有一定强度的固体充填体，并起到联结和加固上下层基岩的作用，以此来判断在该注浆参数下的覆岩移动规律及充填效果，并通过进一步调整注浆参数，达到最终技术目的，为现场基岩强化注浆充填提供可靠的技术参数。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本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换，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。

Claims (5)

1.一种模拟基岩注浆充填的实验装置，其特征在于：包括模型框架(1)，所述模型框架(1)内设置有基岩层(2)，所述基岩层(2)在底部开挖处由下而上依次形成垮落带(3)、裂隙带(4)和弯曲下沉带(5)，所述模型框架(1)内还设置有凡士林熔液储存箱(6)、石蜡熔液储存箱(7)、溶液混合器(8)和Y型管道(9)，所述Y型管道(9)的上部一支管道与凡士林熔液储存箱(6)连通，所述Y型管道(9)的上部另一支管道与石蜡熔液储存箱(7)连通，所述Y型管道(9)的下部管道穿过弯曲下沉带(5)后位于裂隙带(4)的底部，所述溶液混合器(8)安装在Y型管道(9)的下部管道上。

2.按照权利要求1所述的一种模拟基岩注浆充填的实验装置，其特征在于：所述Y型管道(9)的上部一支管道上安装有第一流量调节阀(10)，所述Y型管道(9)的上部另一支管道上安装有第二流量调节阀(11)。

3.按照权利要求1或2所述的一种模拟基岩注浆充填的实验装置，其特征在于：所述溶液混合器(8)内安装有搅拌器(12)。

4.按照权利要求1或2所述的一种模拟基岩注浆充填的实验装置，其特征在于：所述模型框架(1)为钢模型框架。

5.按照权利要求1或2所述的一种模拟基岩注浆充填的实验装置，其特征在于：所述Y型管道(9)为Y型钢管。