承压裂隙含水层可视化注浆驱水实验装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开的承压裂隙含水层可视化注浆驱水实验装置及方法，涉及煤矿注浆技术领域。所述实验装置包括驱水注浆平台、注水系统、注浆系统以及数据采集系统；首先利用MATLAB编写程序，生成符合现场裂隙分布规律的随机裂隙网络，并利用光刻技术，预制可视化随机裂隙平板，然后于裂隙平板的两端依次注水、注浆，完成注浆驱水，并实时采集数据信息，用于分析实验数据。本发明专利技术可较好的模拟不同裂隙、水环境下浆液驱替承压水的过程，具有一定的普遍性，且模拟承压水条件的方式简便易操作；同时，本发明专利技术中建立二维平面模型模拟注浆驱水的过程，且利用MATLAB编写程序，随机生成裂隙网络，更加符合工程实际。

【技术实现步骤摘要】
承压裂隙含水层可视化注浆驱水实验装置及方法
本专利技术涉及煤矿注浆
，具体涉及一种承压裂隙含水层可视化注浆驱水实验装置及方法。
技术介绍
在岩土工程中，经常会遇到含裂隙、节理、断层的岩体，这些岩体的渗透性和稳定性严重影响施工安全。据统计，我国70％煤炭资源属于深层埋藏，随着浅层煤炭资源日益减少，开采深部煤炭势在必行。但是深度开采面临的地质环境更加复杂，开采难度也更大，其中，深度开采中存在的“三高一扰动”现象诱发底板承压裂隙含水层突水是众多关键问题之一，造成的水害事故严重制约开采的安全性和稳定性。针对矿井水害问题，现阶段主要采用的防护措施大致分为两类，“疏干降压、深度强排”和“注浆改造、帷幕截流”。其中，“强排”可以根除水患，但是工程耗资大，严重制约经济效益。另外，随着我国煤炭主要开采区西移，地下水资源也显得尤为珍贵，“强排”将严重破坏地下水环境。而“注浆改造”则是事先向煤层底板承压裂隙含水层中注入浆液，改善煤层底板结构性能，降低渗透率，阻断地下水对含水层的补给，从而达到加固、防渗的目的，提高煤层底板整体的强度和稳定性。但由于地质作本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种承压裂隙含水层可视化注浆驱水实验装置，其特征在于，包括驱水注浆平台、注水系统、注浆系统以及数据采集系统；/n所述驱水注浆平台包括裂隙平板以及用于放置裂隙平板的底座(10)，所述裂隙平板包括两个板，其中一个板朝向另一个板的一侧刻画有裂隙网络(6)，两个板之间固定连接，且于边缘处密封；刻画有裂隙网络(6)的板两端对应设置有注水孔(4)和注浆孔(3)，且沿裂隙网络(6)延伸方向均布若干个压力传感器孔(8)；/n所述注水系统包括第一空气压缩机(11)、储水罐(16)、第一注气管路(15)以及注水管路；第一空气压缩机(11)上设置有第一压力表(12)，第一注气管路(15)两端分别连通第一空气压缩...

【技术特征摘要】
1.一种承压裂隙含水层可视化注浆驱水实验装置，其特征在于，包括驱水注浆平台、注水系统、注浆系统以及数据采集系统；
所述驱水注浆平台包括裂隙平板以及用于放置裂隙平板的底座(10)，所述裂隙平板包括两个板，其中一个板朝向另一个板的一侧刻画有裂隙网络(6)，两个板之间固定连接，且于边缘处密封；刻画有裂隙网络(6)的板两端对应设置有注水孔(4)和注浆孔(3)，且沿裂隙网络(6)延伸方向均布若干个压力传感器孔(8)；
所述注水系统包括第一空气压缩机(11)、储水罐(16)、第一注气管路(15)以及注水管路；第一空气压缩机(11)上设置有第一压力表(12)，第一注气管路(15)两端分别连通第一空气压缩机(11)和储水罐(16)，所述第一注气管路(15)上依次设置有第一稳压阀(13)以及第一控气阀门(14)；所述注水管路两端分别连通储水罐(16)和裂隙平板上的注水孔(4)，所述注水管路包括主管路(17)和支管路(18)，所述主管路(17)上依次设置有注水压力表(20)、第一控水阀门(19)、第二控水阀门(21)以及单向流量计(22)，所述支管路(18)并联于设置有第二控水阀门(21)和单向流量计(22)的主管路(17)段，所述支管路(18)上设置有第三控水阀门(23)；
所述注浆系统包括第二空气压缩机(25)、储浆罐(30)、第二注气管路(29)以及注浆管路(31)；第二空气压缩机(25)上设置有第二压力表(26)，所述第二注气管路(29)两端分别连通第二空气压缩机(25)和储浆罐(30)，所述第二注气管路(29)上依次设置有第二稳压阀(27)以及第二控气阀门(28)；所述注浆管路(31)两端分别连通储浆罐(30)和裂隙平板上的注浆孔(3)，所述注浆管路(31)上依次设置有控浆阀门(32)和注浆压力表(33)；
所述数据采集系统包括计算机(40)、记录仪(39)、设置于注水管路主管路(17)上的单向流量计(22)以及设置于裂隙平板压力传感器孔(8)中的压力传感器(41)，所述单向流量计(22)与压力传感器(41)分别与记录仪(39)电连接，所述记录仪(39)与计算机(40)电连接。


2.根据权利要求1所述的承压裂隙含水层可视化注浆驱水实验装置，其特征在于，所述底座(10)下方还安装有用于调节裂隙平板与地面之间角度的角度调节装置(9)。


3.根据权利要求2所述的承压裂隙含水层可视化注浆驱水实验装置，其特征在于，所述角度调节装置(9)角度调节范围为0°-45°。


4.根据权利要求1所述的承压裂隙含水层可视化注浆驱水实验装置，其特征在于，所述注浆系统还包括一供浆系统，所述供浆系统包括用于盛装浆液的储浆桶(34)以及用于连通储浆桶(34)与储浆罐(30)的供浆管路(42)，所述供浆管路(42)上设置有供浆阀门(36)。


5.根据权利要求4所述的承压裂隙含水层可视化注浆驱水实验装置，其特征在于，所述储浆罐(30)内还设置有搅拌装置，所述搅拌装置包括搅拌器(37)以及用于驱动搅拌器(37)旋转搅拌浆液的搅拌电机(38)。


6.使用权利要求1-5任一项所述的承压裂隙含水层可...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘卫群，胡洋，綦达超，高坤，马天然，谢珺河，方天，
申请(专利权)人：中国矿业大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32