一种注浆加固液扩散试验装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种注浆加固液扩散试验装置及方法，具体为一种简易的模拟观测注浆加固液在煤岩层试样中扩散半径与扩散质量的方法。利用该方法，通过对煤层开采中需要注浆加固的煤岩(岩层)进行现场取样后，并对注浆加固液注浆效果试验方法进行调研，设计出一种能简易模拟观测注浆加固液在煤(岩层)试样中扩散半径与扩散质量等扩散特性的方法，解决了煤层开采中现场注浆加固材料选取方面的技术难题，为进一步在煤矿安全生产中注浆材料胶结加固效果研究提供更准确的试验材料，提高试验数据、研究结论的可靠性。

A test device and method of grouting and solid-liquid diffusion

The invention relates to a grouting plus solid-liquid diffusion test device and method, in particular to a simple method for simulating and observing the diffusion radius and diffusion quality of grouting reinforcement liquid in a coal seam sample. By using this method, after sampling the coal (rock) which needs grouting reinforcement in the coal seam mining, and investigating the grouting effect test method of the grouting reinforcement liquid, a simple simulation method is designed to observe the diffusion characteristics of the grouting reinforcement liquid in the coal (rock) sample, such as the diffusion radius and diffusion quality, which solves the problem of the selection of grouting reinforcement materials in the coal seam mining The technical problems of this paper can provide more accurate test materials for further study of cementation and reinforcement effect of grouting materials in coal mine safety production, and improve the reliability of test data and research conclusions.

【技术实现步骤摘要】
一种注浆加固液扩散试验装置及方法
本专利技术属于采矿安全
，具体涉及一种注浆加固液扩散试验装置及方法。
技术介绍
注浆是一门综合性很强的技术，该方法是将具有充填胶结性能的材料配成浆液，用压送设备注入至岩、土的孔隙、裂隙、空洞或巷道、采空区中，浆液经扩散、硬化、凝固以减少岩、土的渗透性，增加其强度和稳定性，达到加固地(岩、煤)层、防渗、堵水的目的，现已成为处理各种工程问题的重要手段之一。注浆材料属于普通建材类产品。由于注浆加固液注入地层内部，难以用肉眼或设备直接观测，所以注浆工程中施工技术和检测手段要求更高、更严，对注浆体稳定性的监测则一直是工程技术人员面临的难题。尤其在煤矿安全生产中的煤层底板含水层注浆堵水等矿井水害防治工作，对注浆材料及注浆效果的监测更为困难。同时，由于注浆材料种类较多，矿井煤岩样岩性有所差异，逐一试验选取适合矿井自身特性的注浆材料成本较高，目前没有专门模拟观测不同胶结浆液扩散半径与扩散质量的简易方法。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种注浆加固液扩散试验装置及方法，以解决现有技术中没有专门模拟观测注浆加固液扩散半径与扩散质量的简易方法的缺陷。本专利技术采用的技术方案如下：一种注浆加固液扩散试验装置，包括试验箱体、注浆管和注浆设备；试验箱体可拆卸，试验箱体中能够填充煤岩样，试验箱体的顶部开设有供注浆管伸入试验箱体内腔的通孔，注浆管的下端伸入试验箱体一端的表面开设有透浆孔，注浆管的上端与注浆设备浆液的输出端连接。注浆设备包括注浆箱和注浆泵，注浆泵的浆液入口与注浆箱连接，注浆泵的浆液出口于注浆管连接，注浆泵的浆液出口至注浆管的连接管线上依次设有压力计和手动阀。注浆泵采用立式活塞气动手摇注浆泵。注浆管采用铝塑管。一种注浆加固液扩散试验方法，包括如下步骤：S1，将注浆管下端伸入试验箱体中，注浆管的下端至试验箱体底部之间留有预设距离；将煤岩样加入试验箱体，并使注浆管呈竖直状态；S2，利用注浆设备将注浆加固液从注浆管压入试验箱体中，直至达到预设注浆压力；之后拔出注浆管，静置试验箱体直至注浆加固液硬化；S3，拆开试验箱体，使煤岩样完全暴露在空气中，接着测量注浆加固液在煤岩样中的扩散半径，观测注浆加固液在煤岩样中的扩散质量。所述煤岩样为不同粒度的破碎煤岩样形成的均匀混合物。所述煤岩样中包括粒度为5-10mm、10-20mm、20-30mm和30-40mm的破碎煤岩样，5-10mm、10-20mm、20-30mm和30-40mm破碎煤岩样的质量比为1：1：1：1。注浆加固液为325#水泥与工业水的均匀混合物。S2中，注浆压力不小于12Mpa。S2中，拔出注浆管后，将试验箱体放置在通风处静置1～2天。S3中，测量注浆加固液在煤岩样中的扩散半径时，待煤岩样四周松散体自然垮落，并用橡胶锤对煤岩样轻敲处理，除去不牢靠破碎体，之后测量注浆加固液在煤岩样中的扩散半径。本专利技术具有如下有益效果：本专利技术注浆加固液扩散试验装置的试验箱体中能够填充煤岩样，试验箱体的顶部开设有供注浆管伸入试验箱体内腔的通孔，注浆管的下端伸入试验箱体一端的表面开设有透浆孔，注浆管的上端与注浆设备浆液的输出端连接，由此可见本专利技术注浆加固液扩散试验装置结构简单；在试验时，将注浆管下端伸入试验箱体中，注浆管的下端至试验箱体底部之间留有预设距离；将煤岩样加入试验箱体，并使注浆管呈竖直状态；利用注浆设备将注浆加固液从注浆管压入试验箱体中，直至达到预设注浆压力；之后拔出注浆管，静置试验箱体直至注浆加固液硬化；拆开试验箱体，使煤岩样完全暴露在空气中，接着测量注浆加固液在煤岩样中的扩散半径，观测注浆加固液在煤岩样中的扩散质量；由此可以看出，利用本专利技术的试验装置能够解决现有技术中没有专门模拟观测注浆加固液扩散半径与扩散质量的简易方法的缺陷。能够利用不同注浆加固液做试验，解决了煤层开采中现场注浆加固材料选取方面的技术难题，为进一步在煤矿安全生产中注浆材料胶结加固效果研究提供更准确的试验材料，提高试验数据、研究结论的可靠性。本专利技术注浆加固液扩散试验方法在进行时，将注浆管下端伸入试验箱体中，注浆管的下端至试验箱体底部之间留有预设距离；将煤岩样加入试验箱体，并使注浆管呈竖直状态；利用注浆设备将注浆加固液从注浆管压入试验箱体中，直至达到预设注浆压力；之后拔出注浆管，静置试验箱体直至注浆加固液硬化；拆开试验箱体，使煤岩样完全暴露在空气中，接着测量注浆加固液在煤岩样中的扩散半径，观测注浆加固液在煤岩样中的扩散质量；由此可以看出，本专利技术注浆加固液扩散试验方法操作方便，测试安全，测试数据准确，能够为指导现场注浆施工提供科学参考。附图说明图1为本专利技术注浆加固液扩散试验装置中试验箱体与注浆管位置关系示意图；图2为本专利技术注浆加固液扩散试验装置中注浆设备结构示意图；图3为本专利技术注浆加固液试验示意图；图中，1-试验箱体，2-注浆管，2-1-透浆孔，3-注浆设备，4-立式活塞气动手摇注浆泵，5-筛管，6-压力机，7-压力计，8-注浆箱，9-手动阀，10-手柄，11-煤岩样，12-注浆加固液。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作详细说明：参照图1和图3，本专利技术的注浆加固液扩散试验装置，包括试验箱体1、注浆管2和注浆设备3；试验箱体1可拆卸，试验箱体1中能够填充煤岩样，试验箱体1的顶部开设有供注浆管2伸入试验箱体1内腔的通孔，注浆管2的下端伸入试验箱体1一端的表面开设有透浆孔2-1，注浆管2的上端与注浆设备3浆液的输出端连接。作为本专利技术优选的实施方案，参照图2，注浆设备3包括注浆箱8和注浆泵，注浆泵的浆液入口与注浆箱8连接，注浆泵的浆液出口于注浆管2连接，注浆泵的浆液出口至注浆管2的连接管线上依次设有压力计7和手动阀9。作为本专利技术优选的实施方案，参照图2和图3，注浆泵采用立式活塞气动手摇注浆泵4。作为本专利技术优选的实施方案，注浆管2采用铝塑管。本专利技术注浆加固液扩散试验方法，参照图1和图3，包括如下步骤：S1，将注浆管2下端伸入试验箱体1中，注浆管2的下端至试验箱体1底部之间留有预设距离；将煤岩样加入试验箱体1，并使注浆管2呈竖直状态；S2，利用注浆设备3将注浆加固液从注浆管2压入试验箱体1中，直至达到预设注浆压力；之后拔出注浆管2，静置试验箱体1直至注浆加固液硬化；S3，拆开试验箱体1，使煤岩样完全暴露在空气中，接着测量注浆加固液在煤岩样中的扩散半径，观测注浆加固液在煤岩样中的扩散质量。作为本专利技术优选的实施方案，煤岩样为不同粒度的破碎煤岩样形成的均匀混合物。作为本专利技术优选的实施方案，煤岩样中包括粒度为5-10mm、10-20mm、20-30mm和30-40mm的破碎煤岩样，5-10mm、10-20mm、20-30mm和30-40mm破碎煤岩样的质量比为1：1：1：1。作为本专利技术优选的实施方案，注浆加固液为325#水泥本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种注浆加固液扩散试验装置，其特征在于，包括试验箱体(1)、注浆管(2)和注浆设备(3)；试验箱体(1)可拆卸，试验箱体(1)中能够填充煤岩样，试验箱体(1)的顶部开设有供注浆管(2)伸入试验箱体(1)内腔的通孔，注浆管(2)的下端伸入试验箱体(1)一端的表面开设有透浆孔(2-1)，注浆管(2)的上端与注浆设备(3)浆液的输出端连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种注浆加固液扩散试验装置，其特征在于，包括试验箱体(1)、注浆管(2)和注浆设备(3)；试验箱体(1)可拆卸，试验箱体(1)中能够填充煤岩样，试验箱体(1)的顶部开设有供注浆管(2)伸入试验箱体(1)内腔的通孔，注浆管(2)的下端伸入试验箱体(1)一端的表面开设有透浆孔(2-1)，注浆管(2)的上端与注浆设备(3)浆液的输出端连接。


2.根据权利要求1所述的一种注浆加固液扩散试验装置，其特征在于，注浆设备(3)包括注浆箱(8)和注浆泵，注浆泵的浆液入口与注浆箱(8)连接，注浆泵的浆液出口于注浆管(2)连接，注浆泵的浆液出口至注浆管(2)的连接管线上依次设有压力计(7)和手动阀(9)。


3.根据权利要求2所述的一种注浆加固液扩散试验装置，其特征在于，注浆泵采用立式活塞气动手摇注浆泵(4)，注浆管(2)采用铝塑管。


4.一种注浆加固液扩散试验方法，其特征在于，采用权利要求1-3任意一项所述的注浆加固液扩散试验装置进行，包括如下步骤：
S1，将注浆管(2)下端伸入试验箱体(1)中，注浆管(2)的下端至试验箱体(1)底部之间留有预设距离；将煤岩样加入试验箱体(1)，并使注浆管(2)呈竖直状态；
S2，利用注浆设备(3)将注浆加固液从注浆管(2)压入试验箱体(1)中，直至达到预设注浆压力；之后拔出注浆管(2)，静置试验箱体(1)直至注浆加...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓世龙，邓增社，赵建国，王建芳，吴学明，陈晨，呼少平，张建慧，周文凯，周兴龙，党亚斌，黄克军，关欣杰，
申请(专利权)人：陕西煤业化工技术研究院有限责任公司，陕西澄合合阳煤炭开发有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61