專利名稱：一種膏體多層充填模擬試驗方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及ー種膏體多層充填模擬試驗方法，尤其涉及一種模擬煤層開采后進行膏體充填的實驗室試驗方法。
背景技術(shù)：
煤層在實行垮落法開采后，地表一般要發(fā)生塌陷。因此，建筑物下、鐵路下、水體下和承壓水上壓煤通常需要使用充填法開采。充填法開采一般有一套復(fù)雜的系統(tǒng)，主要包括矸石破碎系統(tǒng)、攪拌系統(tǒng)、泵送管道系統(tǒng)和隔離系統(tǒng)。在實際應(yīng)用中，充填的效果與很多因素有關(guān)，如攪拌系統(tǒng)的攪拌時間、矸石破碎系統(tǒng)的破碎效率、充填料的干濕程度等，而充填效果的好壞直接決定著充填法開采的成功與否。因此，需要通過一定的實驗來確定各個參數(shù)下充填的質(zhì)量，定性或定量的分析各充填參數(shù)對充填的影響。由于充填設(shè)備通常比較龐大，而且井下的環(huán)境比較惡劣，因此如果實驗直接在礦井中進行，不但影響了正常的采掘進度，實驗的大型充填設(shè)備還會造成成本的浪費，甚至發(fā)生人身危險。

發(fā)明內(nèi)容
為解決上述問題，本發(fā)明提供ー種具有充填功能的室內(nèi)模擬充填試驗方法。使用該方法可以模擬充填的整個過程，而且還能檢測充填時的壓力和流量。其技術(shù)解決方案是ー種膏體多層充填模擬試驗方法，包括以下步驟①設(shè)置泵送裝置和模擬箱，所述泵送裝置包括外筒、內(nèi)筒、千斤頂、加載板和壓カ 表，所述內(nèi)筒設(shè)置在外筒的內(nèi)部，所述千斤頂設(shè)置在外筒的底部，所述千斤頂?shù)纳戏竭B接有所述加載板，所述加載板設(shè)置在所述內(nèi)筒內(nèi)部，所述壓カ表連通內(nèi)筒內(nèi)部，用于監(jiān)測內(nèi)筒內(nèi)部的壓力，高壓膠管通過泵送ロ連通內(nèi)筒內(nèi)部，高壓膠管上連接有流量計；所述模擬箱包括箱體和多個充填斗，所述箱體由金屬材料制成，其中設(shè)置有多個卡槽，各個卡槽沿箱體的上下方向間隔布置，卡槽與充填斗的數(shù)量一一對應(yīng)，每個卡槽內(nèi)卡固ー個充填斗；所述充填斗由金屬材料制成，包括由底面、前側(cè)面、后側(cè)面、左側(cè)面和右側(cè)面圍成的充填腔、設(shè)置在充填腔中的充填管、面板，所述充填花管在所述前側(cè)面上具有充填孔；②調(diào)整充各充填斗在卡槽中的插入深度；③將泵送裝置中的高壓膠管連接到模擬箱中未充填的最上方的充填斗的充填孔上，向該充填斗的充填花管泵送膏體，由充填花管對充填腔進行充填，并通過壓カ表和流量計隨時記錄充填壓カ和充填量；④充填斗充填完畢后，從充填孔上取下高壓膠管；⑤重復(fù)步驟③-④，直到模擬箱中所有充填斗充填完畢；⑥對模擬箱中各充填斗的充填效果進行評價，并將評價結(jié)果與充填壓カ和充填量
一起保存。所述面板上設(shè)置有抽送槽，可通過推送槽將充填斗從卡槽中抽出。
所述充填花管有多根，各充填花管之間互相平行。所述面板和所述充填花管之間設(shè)置有加強肋。本發(fā)明的優(yōu)點在于結(jié)構(gòu)簡単，制造成本低；易操作，可隨時監(jiān)測調(diào)整充填壓カ和充填流量；具有多個充填斗，且充填斗可分別拉出以調(diào)整其相互之間的位置，便于模擬多煤層充填的情況。


附圖1為本發(fā)明所述模擬試驗方法中泵送裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；附圖2為本發(fā)明所述模擬試驗方法中模擬箱(不帶充填斗)的結(jié)構(gòu)示意圖；附圖3為本發(fā)明所述模擬試驗方法中充填斗的結(jié)構(gòu)示意圖。附圖標記如下1-外筒；2-內(nèi)筒；3-千斤頂；4-加載板；5-壓カ表；6_泵送ロ ；7_高壓膠管；8_流量計；9-箱體；10-卡槽；11-充填斗；12-充填腔；13-充填花管；14-加強肋；15-面板； 16-充填孔；17-抽送槽。
具體實施例方式ー種膏體多層充填模擬試驗方法，包括以下步驟①設(shè)置泵送裝置和模擬箱，泵送裝置包括外筒、內(nèi)筒、千斤頂、加載板、壓カ表和兩個泵送ロ，兩筒嵌套設(shè)置，內(nèi)筒固定設(shè)置在外筒的內(nèi)部，且其在外筒內(nèi)部的位置可調(diào)，千斤頂設(shè)置在外筒的底部，千斤頂?shù)纳戏竭B接有加載板，所述加載板設(shè)置在內(nèi)筒內(nèi)部，可通過千斤頂向內(nèi)筒加壓以泵送內(nèi)筒的膏體，壓カ表連通內(nèi)筒內(nèi)部，用于監(jiān)測內(nèi)筒內(nèi)部的壓力，泵送 ロ設(shè)置在內(nèi)筒壁上，連通內(nèi)筒內(nèi)部，用于壓出膏體料漿，每個泵送ロ連接ー根高壓膠管，每根高壓膠管上連接ー個流量計，用于監(jiān)測膏體流量。參見附圖2，模擬箱基本為長方體，包括箱體和多個充填斗，箱體為ー金屬框架，其中設(shè)置有多個卡槽，各個卡槽沿箱體的上下方向平行間隔布置，卡槽與充填斗的數(shù)量一一對應(yīng)，每個卡槽內(nèi)可以卡固ー個充填斗；參見附圖3，充填斗包括由底面、前側(cè)面、后側(cè)面、 左側(cè)面和右側(cè)面圍成的充填腔、設(shè)置在充填腔中的充填花管、前側(cè)面處的面板，充填花管在前側(cè)面上具有充填孔，高壓膠管連接在所述充填孔上，注漿時通過充填花管上的管孔向充填腔中注漿，模擬礦井中各煤層工作面的注漿充填情況，為保證充填的均勻并更好的模擬實際的井下充填情況，可以設(shè)置多根充填花管，在本實施例中設(shè)置有兩根，各充填花管之間互相平行，沿充填腔的長度方向均勻布置。面板優(yōu)選與前側(cè)面一體成型，基本保證在充填斗插入卡槽后，面板緊貼箱體的外壁，面板上的中部設(shè)置抽送槽，可通過推送槽將充填斗從卡槽中抽出或插入，為更好的模擬充填情況，充填斗的長度可能較長，為保證抽出充填斗時其不會發(fā)生彎曲變形，可在面板和充填花管之間設(shè)置三角形或長方形加強肋，以加強充填斗長度方向上的剛性。②調(diào)整充各充填斗在卡槽中的插入深度；③將泵送裝置中的高壓膠管連接到模擬箱中未充填的最上方的充填斗的充填孔上，向該充填斗的充填花管泵送膏體，由充填花管對充填腔進行充填，并通過壓カ表和流量計隨時記錄充填壓カ和充填量；
④充填斗充填完畢后，從充填孔上取下高壓膠管；⑤重復(fù)步驟③-④，直到模擬箱中所有充填斗充填完畢；⑥對模擬箱中各充填斗的充填效果進行評價，如充填的緊實度、充填膏體的硬化情況、充填時間對充填量的影響等，并將評價結(jié)果與充填壓カ和充填量作為ー組數(shù)據(jù)一起保存。以上所述，僅為本發(fā)明專利較佳的具體實施方式
，但本發(fā)明專利的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明專利揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明專利的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.ー種膏體多層充填模擬試驗方法，其特征在于包括以下步驟①設(shè)置泵送裝置和模擬箱，所述泵送裝置包括外筒、內(nèi)筒、千斤頂、加載板和壓カ表，所述內(nèi)筒設(shè)置在外筒的內(nèi)部，所述千斤頂設(shè)置在外筒的底部，所述千斤頂?shù)纳戏竭B接有所述加載板，所述加載板設(shè)置在所述內(nèi)筒內(nèi)部，所述壓カ表連通內(nèi)筒內(nèi)部，用于監(jiān)測內(nèi)筒內(nèi)部的壓カ，高壓膠管通過泵送ロ連通內(nèi)筒內(nèi)部，高壓膠管上連接有流量計；所述模擬箱包括箱體和多個充填斗，所述箱體由金屬材料制成，其中設(shè)置有多個卡槽， 各個卡槽沿箱體的上下方向間隔布置，卡槽與充填斗的數(shù)量一一對應(yīng)，每個卡槽內(nèi)卡固一個充填斗；所述充填斗由金屬材料制成，包括由底面、前側(cè)面、后側(cè)面、左側(cè)面和右側(cè)面圍成的充填腔、設(shè)置在充填腔中的充填花管、面板，所述充填花管在所述前側(cè)面上具有充填孔；②調(diào)整充各充填斗在卡槽中的插入深度；③將泵送裝置中的高壓膠管連接到模擬箱中未充填的最上方的充填斗的充填孔上，向該充填斗的充填花管泵送膏體，由充填花管對充填腔進行充填，并通過壓カ表和流量計隨時記錄充填壓カ和充填量；④充填斗充填完畢后，從充填孔上取下高壓膠管；⑤重復(fù)步驟③-④，直到模擬箱中所有充填斗充填完畢；⑥對模擬箱中各充填斗的充填效果進行評價，并將評價結(jié)果與充填壓カ和充填量一起保存。
2.如權(quán)利要求1所述的充填模擬試驗方法，其特征在于所述面板上設(shè)置有抽送槽，可通過推送槽將充填斗從卡槽中抽出。
3.如權(quán)利要求1所述的充填模擬試驗方法，其特征在于所述充填花管有多根，各充填花管之間互相平行。
4.如權(quán)利要求1所述的充填模擬試驗方法，其特征在于所述面板和所述充填花管之間設(shè)置有加強肋。
全文摘要
一種膏體多層充填模擬試驗方法，包括以下步驟設(shè)置泵送裝置和模擬箱，調(diào)整模擬箱；將泵送裝置中的高壓膠管連接到模擬箱中未充填的最上方的充填斗的充填孔上，向該充填斗的充填花管泵送膏體，由充填花管對充填腔進行充填，并通過壓力表和流量計隨時記錄充填壓力和充填量；充填斗充填完畢后，從充填孔上取下高壓膠管；重復(fù)步驟，直到模擬箱中所有充填斗充填完畢；對模擬箱中各充填斗的充填效果進行評價，并將評價結(jié)果與充填壓力和充填量一起保存。
文檔編號E21F15/00GK102536316SQ20121000043
公開日2012年7月4日 申請日期2012年1月5日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月5日
發(fā)明者卿熙宏, 張新國, 李楊楊, 江興元, 江寧, 王華玲, 王勝清, 郝妮妮, 韓汝軍 申請人:山東科技大學