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原文传递一种采空区填充用浆液受迫扩散规律试验装置及方法

专利名称：	一种采空区填充用浆液受迫扩散规律试验装置及方法
摘要：	本发明公开一种采空区填充用浆液受迫扩散规律试验装置，包括浆液堆积扩散箱，浆液堆积扩散箱包括底板、竖直设置于底板上且高度可调的立柱、与立柱相配合可拆卸地围绕于底板四周的前端板、后端板、第一侧板、第二侧板、以及设置于立柱顶部的顶板；顶板上开设有用于灌浆的注浆孔，注浆孔上连接有注浆管，注浆管顶端连接有浆液泵送设备，注浆管上设置有用于采集浆液流动压力的压力检测单元；顶板的底面上设置有三维扫描装置，三维扫描装置的图像采集端均朝向浆液堆积扩散箱内部。本发明方法通过定量可视化浆液在采空区中的流动堆积，得到浆液在采空区内的流动堆积数据，为采空区填充设计提供了试验依据。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	陕西;61
申请人：	中煤科工集团西安研究院有限公司
发明人：	许刚刚;武博强;王晓东;朱世彬;王强民;张溪彧;冯龙飞;薛建坤
专利状态：	有效
申请日期：	2021-11-04T00:00:00+0800
发布日期：	2022-03-01T00:00:00+0800
申请号：	CN202111300562.4
公开号：	CN114112802A
代理机构：	西安恒泰知识产权代理事务所
代理人：	国旭东
分类号：	G01N13/04;G;G01;G01N;G01N13;G01N13/04
申请人地址：	710077 陕西省西安市高新区锦业一路82号
主权项：	1.一种采空区填充用浆液受迫扩散规律试验装置，其特征在于，包括浆液堆积扩散箱(1)，所述浆液堆积扩散箱(1)包括底板(11)、竖直设置于底板(11)上且高度可调的立柱(12)、与立柱(12)相配合可拆卸地围绕于底板(11)四周的侧板(13)、以及设置于立柱(12)顶部的顶板(14)；所述顶板(14)上开设有用于灌浆的注浆孔(141)，所述注浆孔(141)上连接有注浆管(2)，所述注浆管(2)顶端连接有浆液泵送设备，注浆管(2)上设置有用于采集浆液流动压力的压力检测单元(3)；所述顶板(14)的底面上靠近边缘处设置有多个用于采集浆液堆积形态的三维扫描装置(4)，每个所述三维扫描装置(4)的图像采集端均朝向浆液堆积扩散箱(1)内部。 2.如权利要求1所述的采空区填充用浆液受迫扩散规律试验装置，其特征在于，所述注浆管(2)上还连接有辅助支撑机构(5)，所述辅助支撑机构(5)包括可移动的升降平台(51)和设置在升降平台(51)顶端的固定支架(52)，所述固定支架(52)用于固定支撑注浆管(2)。 3.如权利要求1所述的采空区填充用浆液受迫扩散规律试验装置，其特征在于，所述浆液堆积扩散箱(1)底部可拆卸地设置有多个高度可调的液压支座(6)。 4.如权利要求1所述的采空区填充用浆液受迫扩散规律试验装置，其特征在于，所述侧板(13)上还设置有排水阀门(7)。 5.如权利要求1所述的采空区填充用浆液受迫扩散规律试验装置，其特征在于，所述注浆管(2)包括由上至下依次顺序连接设置的第一注浆直管(21)、第一注浆弯管(22)和第二注浆直管(23)，所述压力检测单元(3)包括设置在第一注浆直管上(21)的第一压力计(31)、设置在第一注浆弯管(22)上的第二压力计(32)和设置在第二注浆直管(23)上的第三压力计(33)。 6.如权利要求1所述的采空区填充用浆液受迫扩散规律试验装置，其特征在于，所述顶板(14)上还开设有进气口(142)，所述排气口(142)上有进气阀门(8)，所述进气阀门(8)上设置有第四压力计(9)。 7.如权利要求1所述的采空区填充用浆液受迫扩散规律试验装置，其特征在于，所述注浆管(2)上还设置有流量传感器(10)。 8.如权利要求1所述的采空区填充用浆液受迫扩散规律试验装置，其特征在于，所述侧板(13)为透明有机玻璃板。 9.一种采空区填充用浆液受迫扩散规律试验方法，其特征在于，该方法通过权利要求1至8任一权利要求所述的采空区填充用浆液受迫扩散规律试验装置实现；包括以下步骤：步骤1、收集采空区的探查数据，根据得到的探查数据设置液压支座高度、立柱高度、注浆管长度和侧板数量，然后完成试验装置装配；步骤2、根据设定的浆液流变参数、坍落度及扩展度制备浆液；步骤3、开始注浆，并采集不同时刻的浆液压力、浆液流量，及浆液堆积形态图像；当注浆压力升至设定注浆压力或泵送设备额定注浆压力的80％时，结束注浆；步骤4、根据采集到的浆液压力、浆液流量，及浆液堆积形态图像，分析不同时刻浆液的压力、流量、堆积形态变化特征，得出采空区填充用浆液受迫扩散规律。 10.如权利要求9所述的采空区填充用浆液受迫扩散规律试验方法，其特征在于，所述探查数据包括采空区高度、采空区底板倾角、采空区内水位高度，以及遗留煤柱的数量和位置。
所属类别：	发明专利