一种测试矿井水可视化渗流及净化特性的实验系统技术方案

本发明专利技术提供一种测试矿井水可视化渗流及净化特性的实验系统，属于岩石渗流领域。其试验装置包括试样制备系统；由固定架、钢化玻璃套筒、外箍体、锥形底盘、轴向加载组件、分区套筒等组成的可视化渗流系统；由可调频率水泵组成的供水系统；由水质检测装置、压力传感器、测压表、摄像机、流量计和计算机组成的数据采集及分析系统。其实验方法包括控制试样轴压、水压、渗流路径下的渗流特性和水净化关系。本发明专利技术可以准确模拟不同级配的破碎煤岩体在周期来压、径高比、渗流路径、水压等作用影响下的渗流特性和矿井水净化程度，能够可视化探究渗流与净化耦合关系，用以揭示不同条件下采空区顶板渗流特性和矿井水的净化程度。板渗流特性和矿井水的净化程度。板渗流特性和矿井水的净化程度。

【技术实现步骤摘要】
一种测试矿井水可视化渗流及净化特性的实验系统


[0001]本专利技术涉及一种研究破碎煤岩体渗流和水净化的实验装置和方法，属于岩石渗流领域，具体涉及一种用于研究采空区上覆岩体不同区带渗流及水净化特性的实验装置和方法。

技术介绍

[0002]我国是一个煤炭资源大国，煤炭产量居世界首位，由于我国经济发展高度依赖煤炭，当前及未来较长时期煤炭仍将作为我国的主体能源格局不会改变。随着我国大型能源基地建设和煤炭资源开发向西部生态脆弱区转移，煤炭规模开发使本已脆弱的生态环境和有限的水资源更加受到影响，西部生态脆弱区水资源短缺已成为制约我国煤炭工业科学发展的关键因素。近年来，很多西部煤矿由于高强度开采影响及矿井疏排水，加上干流上游截流，引起地表水系逐年干涸，导致大面积植被衰败减少，草原退化，加速了荒漠化进程，水资源短缺及其破坏，已经严重影响了煤矿区人民的生活，是制约矿区煤炭工业发展的重要因素，同时也是西部生态脆弱地区资源开发面临的紧迫问题。
[0003]为了减缓水资源流失等问题，学者们提出在采空区建设地下水库的概念，地下水库工程是以实现水资源的地下调蓄和本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种测试矿井水可视化渗流实验装置，包括可视化渗流系统和数据采集及分析系统，可视化渗流系统分为可拆卸固定架(11)和外筒组合体(12)两部分，外筒组合体固定在可拆卸固定架上，且内嵌轴向加载组件(13)和破碎煤岩体分区套筒(14)。其中外筒组合体由钢化玻璃筒(121)、外箍体(122)和锥形储水体(128)装配而成；其中轴向加载组件置于分区套筒顶部，并通过固定在可拆卸固定架上的液压千斤顶(15)提供轴向荷载；可调频率水泵(31)通过注水管(33)与轴向加载组件中注水口连通；盛水筒1(21)和盛水筒2(22)通过输出水管与外筒组合体中的出水口(129)连通，输入输出水管中均设置流量计和水质检测装置实时检测，连同压力传感器显示仪(41)和摄像机的数据通过数据线导入计算机(42)分析。2.根据权利要求1所述，为探究由下往上渗流和净化特性的关系，输入水管和输出水管均设置转换阀门，试验时可相互交换连通，从而分别模拟由上往下和由下而上的渗流和净化特性。3.根据权利要求1所述，钢化玻璃筒(121)和输水管均透明材料，实现渗流路径可视化，采用高速摄像机录制玻璃体内煤岩体渗流与水质变化过程，探究不同条件下渗流与净化细观耦合关系；且分别在输入输出水管中设置椭圆形集水器，采用高速摄像机录制渗流过程中两集水器中水的色度和浑浊度变化，探究不同条件下渗流与净化宏观耦合关系。4.根据权利要求1所述，破碎煤岩体分区套筒(14)包括分区外套筒(141)和内套筒(142)，用于隔离破碎煤岩体改...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢党虎，徐飞，张琪，左建平，孙运江，左书豪，杜超杰，王二云，
申请(专利权)人：中国矿业大学北京，
类型：发明
国别省市：