本发明专利技术提供一种模拟深部高应力围岩高压注浆加固的试验装置及方法，其中装置包括：加载系统，用于接收控制系统发送的加载方式，并根据加载方式对岩体试样进行三向应力的加载处理；注浆系统，用于接收控制系统发送的注浆方式，并根据注浆方式将浆液注入到进行加载处理后的岩体试样中；控制系统，用于确定对岩体试样进行加载处理的加载方式，并将加载方式发送至加载系统，以及确定注浆方式，并将注浆方式发送至注浆系统；油源系统，用于给加载系统和注浆系统提供恒温恒压状态。实现了真实准确模拟煤矿矿井下岩体及其高应力环境，真实再现煤矿井下围岩注浆过程，为围岩注浆加固试验提供更加准确的依据，提高围岩注浆加固试验的准确性。确性。确性。
【技术实现步骤摘要】
模拟深部高应力围岩高压注浆加固的试验装置及方法
[0001]本专利技术涉及煤矿深部巷道围岩控制
，尤其涉及一种模拟深部高应力围岩高压注浆加固的试验装置及方法。
技术介绍
[0002]通过多年研究，我国煤矿已形成基于地质力学测试，以锚固与注浆为核心的巷道安全高效成套支护技术。在浅部地质条件简单、围岩相对较完整的巷道中，锚杆、锚索支护方式得到了广泛应用，技术与经济效益显著。随着煤矿开采深度不断增加，我国千米深部矿井越来越多，巷道围岩的控制难度显著加大。在深部高应力、强采动条件下，围岩流变性强，变形量大且持续时间长，高预应力、强力锚杆支护在一定程度上减少了巷道围岩变形与破坏，但仍存在锚杆破断、支护构件失效、巷道围岩大变形等问题，影响煤矿安全高效生产。松软围岩在高应力强采动作用下的低强度属性特征，是其强烈变形破坏的内在诱因。通过高压劈裂注浆方式，实现对松软围岩的主动改性作用，提高松软围岩强度特征、力学性质及承载能力，突破松软围岩的低强度强变形力学特征属性问题，从而解决深部高应力松软围岩强烈变形破坏难题。
[0003]但是，煤矿深部开采条件围岩注浆需要克服高应力、围岩强度，以及浆液黏度造成注浆压力的损耗等，使得要求注浆系统必须具备较高注浆压力，才能有效实现围岩注浆加固目的，避免围岩损伤破坏导致巷道围岩变形破坏加剧。但是，由于对于注浆材料及注浆工艺参数选择不清晰，导致浆液注入时注浆压力极大，超过注浆设备极限注浆压力值，导致难以实现将浆液大量注入煤岩体内部目的，致使煤岩体注浆改性效果不明显。
[0004]目前，对于深部高应力开采条件下围岩注浆的基础实验研究考虑围岩真实应力环境较少，且开展的相关试验时试样尺度较小，研究具有一定局限性，对于现场工程实际指导作用不太突出。导致在实际工程应用中，对于注浆材料选择、注浆压力和浆液注入速率等参数控制都存在一定的不确定性和盲目性，致使围岩注浆加固效果不佳。
技术实现思路
[0005]本专利技术提供一种模拟深部高应力围岩高压注浆加固的试验装置及方法，用以解决现有技术中因无法真实模拟矿井下围岩及高应力环境，难以真实再现井下围岩注浆过程的问题。
[0006]本专利技术提供一种模拟深部高应力围岩高压注浆加固的试验装置，包括：加载系统、注浆系统、控制系统和油源系统；
[0007]所述加载系统，用于接收所述控制系统发送的加载方式，并根据所述加载方式对岩体试样进行三向应力的加载处理；
[0008]所述注浆系统，用于接收所述控制系统发送的注浆方式，并根据所述注浆方式将浆液注入到进行加载处理后的所述岩体试样中；
[0009]所述控制系统，用于确定对所述岩体试样进行加载处理的加载方式，并将所述加
载方式发送至所述加载系统，以及确定所述注浆方式，并将所述注浆方式发送至所述注浆系统；
[0010]所述油源系统，用于给所述加载系统和所述注浆系统提供恒温恒压状态。
[0011]根据本专利技术提供的一种模拟深部高应力围岩高压注浆加固的试验装置，所述注浆系统包括驱动油缸、中间容器、液压油容器和搅拌电机；
[0012]所述驱动油缸，用于将所存储的液压油注入至所述中间容器中，以及接收所述中间容器和/或所述液压油容器注入的液压油；
[0013]所述中间容器，用于存储所述驱动油缸注入的液压油和将所存储的液压油注入至所述驱动油缸中，以及将存储注入所需要的浆液和将所述存储的浆液注入至所述岩石试样中；
[0014]所述液压油容器，用于为所述驱动油缸提供液压油；
[0015]所述搅拌电机，用于对存储在所述中间容器中的所述浆液进行搅拌。
[0016]根据本专利技术提供的一种模拟深部高应力围岩高压注浆加固的试验装置，所述驱动油缸内设置有第一活塞；
[0017]所述注浆系统控制所述第一活塞移动，吸收所述液压油容器中的液压油或将所述驱动油缸中的液压油注入至所述中间容器中。
[0018]根据本专利技术提供的一种模拟深部高应力围岩高压注浆加固的试验装置，所述中间容器内设置有第二活塞；
[0019]所述注浆系统控制所述第一活塞移动，推动所述第二活塞将所述中间容器中的所述浆液注入至所述岩石试样中。
[0020]根据本专利技术提供的一种模拟深部高应力围岩高压注浆加固的试验装置，所述中间容器还包括进浆容器，且所述进浆容器与所述中间容器之间设置有进浆阀门；
[0021]所述注浆系统通过控制所述进浆阀门开启和所述第二活塞移动，将所述进浆容器中存储的浆液注入至所述中间容器的所述进浆容器中。
[0022]根据本专利技术提供的一种模拟深部高应力围岩高压注浆加固的试验装置，所述驱动油缸设置有压力传感器和位移传感器；
[0023]所述压力传感器，用于检测所述驱动油缸的注浆压力值；
[0024]所述位移传感器，用于检测所述驱动油缸中所述第一活塞的位移速率；
[0025]其中，所述注浆压力值和/或所述位移速率用于确定所述注浆系统的注浆状态，且所述注浆状态至少包括注浆速率和注浆流量。
[0026]根据本专利技术提供的一种模拟深部高应力围岩高压注浆加固的试验装置，所述驱动油缸与所述中间容器的内径相同。
[0027]根据本专利技术提供的一种模拟深部高应力围岩高压注浆加固的试验装置，所述中间容器包含第一中间容器和第二中间容器，且所述第一中间容器用于存储第一浆液，所述第二中间容器用于存储第二浆液。
[0028]根据本专利技术提供的一种模拟深部高应力围岩高压注浆加固的试验装置，所述油源系统包括溢流阀和水冷箱；
[0029]所述溢流阀用于提供恒定压力，且所述恒定压力为30MPa；
[0030]所述水冷箱用于提供恒定温度，且所述恒定温度为30～45℃。
[0031]根据本专利技术提供的一种模拟深部高应力围岩高压注浆加固的试验方法，所述方法包括：
[0032]对岩石试样进行三向应力的加载处理，得到处理后的所述岩石试样；
[0033]对进行注浆的浆液进行搅拌处理；
[0034]确定所选择的注浆方式，并根据所述注浆方式确定注浆控制参数；
[0035]根据所述控制参数，将搅拌处理后的所述浆液注入到处理后的所述岩石试样中。
[0036]本专利技术提供的模拟深部高应力围岩高压注浆加固的试验装置及方法，通过加载系统对岩石试样进行三向五面应力的加载处理，模拟岩石试样在井下深部高应力的围岩环境，然后利用注浆系统完成岩石试样的注浆，并利用控制系统为加载系统和注浆系统提供准确的控制，以及利用油源系统为试验提供稳定的环境。实现了真实准确的模拟矿井下岩体及高应力的环境，为注浆加固试验提供更加准确的依据，提高注浆加固试验的准确性。
附图说明
[0037]为了更清楚地说明本专利技术或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种模拟深部高应力围岩高压注浆加固的试验装置，其特征在于，所述模拟深部高应力围岩高压注浆加固的试验装置包括：加载系统、注浆系统、控制系统和油源系统；所述加载系统，用于接收所述控制系统发送的加载方式，并根据所述加载方式对岩体试样进行三向应力的加载处理；所述注浆系统，用于接收所述控制系统发送的注浆方式，并根据所述注浆方式将浆液注入到进行加载处理后的所述岩体试样中；所述控制系统，用于确定对所述岩体试样进行加载处理的加载方式，并将所述加载方式发送至所述加载系统，以及确定所述注浆方式，并将所述注浆方式发送至所述注浆系统；所述油源系统，用于给所述加载系统和所述注浆系统提供恒温恒压状态。2.根据权利要求1所述的模拟深部高应力围岩高压注浆加固的试验装置，其特征在于，所述注浆系统包括驱动油缸、中间容器、液压油容器和搅拌电机；所述驱动油缸，用于将所存储的液压油注入至所述中间容器中，以及接收所述中间容器或所述液压油容器注入的液压油；所述中间容器，用于存储所述驱动油缸注入的液压油和将所存储的液压油注入至所述驱动油缸中，以及将存储注入所需要的浆液和将所述存储的浆液注入至所述岩石试样中；所述液压油容器，用于为所述驱动油缸提供液压油；所述搅拌电机，用于对存储在所述中间容器中的所述浆液进行搅拌。3.根据权利要求2所述的模拟深部高应力围岩高压注浆加固的试验装置，其特征在于，所述驱动油缸内设置有第一活塞；所述注浆系统控制所述第一活塞移动，吸收所述液压油容器中的液压油或将所述驱动油缸中的液压油注入至所述中间容器中。4.根据权利要求3所述的模拟深部高应力围岩高压注浆加固的试验装置，其特征在于，所述中间容器内设置有第二活塞；所述注浆系统控制所述第一活塞移动，推动所述第二活塞将所述中间容器中的所述浆液注入至所述岩石试样中。5.根据权...
【专利技术属性】
技术研发人员：高富强，李建忠，魏炯，娄金福，原贵阳，杨建威，王晓卿，杨磊，卢志国，
申请(专利权)人：中煤科工开采研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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