一種礦井突泥試驗(yàn)裝置的制造方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種礦井突泥試驗(yàn)裝置。本實(shí)用新型包括試件壓力室，裝有試件的圓柱形套筒置于試件壓力室內(nèi)，試件壓力室底部中心留有通孔且安裝有中心開(kāi)孔的擋板；安裝于試件壓力室一旁的反力裝置，反力裝置底部安裝有加載油缸，加載油缸與安裝于反力裝置上部的加載壓力室連接，加載壓力室頂部通孔通過(guò)管道與試件壓力室頂部側(cè)壁通孔連接；設(shè)置于試件壓力室頂蓋上的注水穩(wěn)壓孔，注水穩(wěn)壓孔與高壓氮?dú)夤藓蜌庖簭?fù)合型恒壓水箱連接；從試件壓力室底部通孔連接到試件內(nèi)部的孔隙壓力計(jì)，以及安裝于試件壓力室側(cè)壁且連接到試件壓力室內(nèi)的壓力表和安裝于擋板中心開(kāi)孔下方的量杯。本實(shí)用新型能夠模擬高水壓下突水突泥過(guò)程，并能實(shí)現(xiàn)良好持續(xù)穩(wěn)壓效果。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
—種礦井突泥試驗(yàn)裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型屬于工程地質(zhì)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種礦井突泥試驗(yàn)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]地下采礦過(guò)程中會(huì)遇到富水?dāng)鄬悠扑閹В⑶覙O易發(fā)生突水突泥災(zāi)害，給地下工程施工安全和后期運(yùn)營(yíng)安全帶來(lái)了極大的威脅。斷層帶巖體具有孔隙大、滲透性好、結(jié)構(gòu)松散破碎、強(qiáng)度低等特點(diǎn)，水巖相互作用是誘發(fā)斷層破碎帶巖體滲透失穩(wěn)，導(dǎo)致突泥災(zāi)害發(fā)生的關(guān)鍵因素。地下水會(huì)誘發(fā)破碎巖體裂隙增大，并對(duì)充填介質(zhì)進(jìn)行沖刷運(yùn)移，導(dǎo)致初始滲水通道擴(kuò)展、巖體孔隙率和滲透率不斷增加，當(dāng)巖體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和滲透性產(chǎn)生突變時(shí)，便誘發(fā)地下工程斷層突水突泥災(zāi)害。分析地下水綜合作用下破碎巖體充填物顆粒迀移、巖體結(jié)構(gòu)變形、孔隙率和滲透率隨時(shí)間不斷增大的變質(zhì)量流固耦合力學(xué)效應(yīng)，研究該過(guò)程的滲流特征變化規(guī)律，揭示斷層帶巖體滲流突變失穩(wěn)機(jī)制，研究地下工程斷層突水突泥機(jī)理，建立災(zāi)害治理的技術(shù)體系，對(duì)于減少和控制地下工程重大地質(zhì)災(zāi)害事故發(fā)生，保障地下工程建設(shè)安全，保護(hù)人民生命財(cái)產(chǎn)安全以及生態(tài)和社會(huì)環(huán)境等方面，具有重大的理論意義和工程價(jià)值。
[0003]要研究承壓水作用下巷道發(fā)生突水突泥的內(nèi)在機(jī)理和災(zāi)變規(guī)律，需配備相應(yīng)的能夠考慮水壓力變化和突出口尺寸因素的試驗(yàn)儀器裝置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型的目的在于提供一種能夠模擬高水壓下突水突泥過(guò)程，并能實(shí)現(xiàn)良好持續(xù)穩(wěn)壓效果的礦井突泥試驗(yàn)裝置。
[0005]本實(shí)用新型的目的是通過(guò)如下的技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的:該礦井突泥試驗(yàn)裝置，它包括試件裝置、加載裝置、穩(wěn)壓裝置和測(cè)量裝置;所述試件裝置包括固定于支架上的試件壓力室，裝有試件的圓柱形套筒置于試件壓力室內(nèi)，試件壓力室底部中心留有通孔且安裝有擋板，擋板中心開(kāi)孔;所述加載裝置包括安裝于試件壓力室一旁的反力裝置，反力裝置底部安裝有加載油缸，加載油缸與安裝于反力裝置上部的加載壓力室連接，加載壓力室頂部通孔通過(guò)管道與試件壓力室頂部側(cè)壁通孔連接;所述加載油缸由電液伺服控制提供精確壓力；所述穩(wěn)壓裝置包括設(shè)置于試件壓力室頂蓋上的注水穩(wěn)壓孔，注水穩(wěn)壓孔與高壓氮?dú)夤藓蜌庖簭?fù)合型恒壓水箱連接，用于向試件壓力室提供穩(wěn)定的水壓;所述測(cè)量裝置包括從試件壓力室底部通孔連接到試件內(nèi)部的孔隙壓力計(jì)，以及安裝于試件壓力室側(cè)壁且連接到試件壓力室內(nèi)的壓力表和安裝于擋板中心開(kāi)孔下方的量杯。
[0006]具體的，裝置外殼及管道采用厚鋼板或厚鋼管制成。
[0007]具體的，所述試件是在圓柱形套筒內(nèi)預(yù)先制作完成并和套筒一起滑入試件壓力室內(nèi)，套筒和試件側(cè)面與試件壓力室內(nèi)壁緊密貼合。
[0008]具體的，所述擋板為一系列中心開(kāi)孔大小不同的擋板。
[0009]具體的，所述高壓氮?dú)夤夼渲糜兴欧毫φ{(diào)節(jié)閥和壓力表。
[0010]具體的，所述量杯置于電子天平上。
[0011 ]本實(shí)用新型的有益效果體現(xiàn)如下:
[0012](I)本實(shí)用新型的試驗(yàn)裝置，采用高強(qiáng)度的厚鋼管及厚鋼板作為模型試驗(yàn)臺(tái)，模型整體剛度較高，能夠承受較大的加載壓力。
[0013](2)本實(shí)用新型能夠模擬不同水壓力作用下的突泥機(jī)理。
[0014](3)本實(shí)用新型能夠模擬不同開(kāi)孔尺寸下的突泥機(jī)理。
【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1是本實(shí)用新型裝置實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的描述。
[0017]參見(jiàn)圖1，本實(shí)施例的裝置包括試件裝置、加載裝置、穩(wěn)壓裝置和測(cè)量裝置。從圖1中可見(jiàn)，試件裝置包括固定于支架12上的試件壓力室I，裝有試件2的圓柱形套筒3置于試件壓力室I內(nèi)，試件壓力室I底部中心留有通孔且安裝有擋板4，擋板4中心開(kāi)孔;擋板4為一系列中心開(kāi)孔大小不同的擋板。加載裝置包括安裝于試件壓力室I左邊的反力裝置8，反力裝置8底部安裝有加載油缸10，加載油缸10與安裝于反力裝置8上部的加載壓力室9連接，加載壓力室9頂部通孔通過(guò)管道與試件壓力室I頂部左側(cè)壁通孔連接;加載油缸10由電液伺服控制(圖中未畫(huà)出)提供精確壓力。穩(wěn)壓裝置包括設(shè)置于試件壓力室I頂蓋上的注水穩(wěn)壓孔6，注水穩(wěn)壓孔6與高壓氮?dú)夤?圖中未畫(huà)出)和氣液復(fù)合型恒壓水箱(圖中未畫(huà)出)連接，高壓氮?dú)夤夼渲糜兴欧毫φ{(diào)節(jié)閥和壓力表，用于向試件壓力室I提供穩(wěn)定的水壓。測(cè)量裝置包括從試件壓力室I底部通孔連接到試件2內(nèi)部的孔隙壓力計(jì)5，孔隙壓力計(jì)5實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)試件2內(nèi)部的孔隙壓力值;還包括安裝于試件壓力室I左側(cè)壁且連接到試件壓力室I內(nèi)的壓力表7，壓力表7實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)試件壓力室I內(nèi)的壓力值；以及安裝于擋板4中心開(kāi)孔下方的量杯11，量杯11置于電子天平上，量杯11實(shí)時(shí)測(cè)量通過(guò)試件2滲透出的水量及其變化情況。
[0018]上述裝置外殼及管道采用厚鋼板或厚鋼管制成。上述試件2是在圓柱形套筒3內(nèi)預(yù)先制作完成并和套筒3—起滑入試件壓力室I內(nèi)，套筒3和試件2側(cè)面與試件壓力室I內(nèi)壁緊密貼合。
[0019]運(yùn)用上述實(shí)施例裝置的試驗(yàn)方法如下:
[0020](I)選擇一擋板4放入試件壓力室I內(nèi)底部;擋板4為一系列中心開(kāi)孔大小不同的擋板，通過(guò)選用不同開(kāi)孔尺寸，可以分析開(kāi)孔尺寸對(duì)突泥的影響；
[0021](2)將相似材料的試件2填入圓柱形套筒3內(nèi)，待相似材料充分固化后，將試件2隨套筒3—起滑入試件壓力室I內(nèi)；
[0022 ] (3)通過(guò)注水穩(wěn)壓孔6向試件壓力室I內(nèi)注滿(mǎn)水；
[0023](4)將穩(wěn)壓裝置中的高壓氮?dú)夤藜捌渌欧毫φ{(diào)節(jié)閥和壓力表連接到注水穩(wěn)壓孔6；
[0024](5)開(kāi)啟加載裝置中的加載油缸向試件壓力室I內(nèi)加壓力，加壓到設(shè)定值后停止加壓;施加的水壓力可以調(diào)節(jié)穩(wěn)定在不同壓力，可以研究水壓對(duì)突泥的影響；
[0025](6)開(kāi)啟穩(wěn)壓裝置中的高壓氮?dú)夤藜捌渌欧毫φ{(diào)節(jié)閥和壓力表對(duì)試件壓力室I內(nèi)壓力進(jìn)行穩(wěn)壓；
[0026](7)通過(guò)測(cè)量裝置中的壓力表、孔隙壓力計(jì)和量杯開(kāi)始實(shí)時(shí)測(cè)量試件壓力室I壓力、試件2內(nèi)孔隙壓力和通過(guò)試件2滲透出的水量；
[0027](8)當(dāng)測(cè)量裝置顯示試件壓力室I內(nèi)壓力突然大幅減小時(shí)停止測(cè)量，并停止加載裝置和穩(wěn)壓裝置。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種礦井突泥試驗(yàn)裝置，其特征在于:它包括試件裝置、加載裝置、穩(wěn)壓裝置和測(cè)量裝置;所述試件裝置包括固定于支架上的試件壓力室，裝有試件的圓柱形套筒置于試件壓力室內(nèi)，試件壓力室底部中心留有通孔且安裝有擋板，擋板中心開(kāi)孔;所述加載裝置包括安裝于試件壓力室一旁的反力裝置，反力裝置底部安裝有加載油缸，加載油缸與安裝于反力裝置上部的加載壓力室連接，加載壓力室頂部通孔通過(guò)管道與試件壓力室頂部側(cè)壁通孔連接;所述加載油缸由電液伺服控制提供精確壓力;所述穩(wěn)壓裝置包括設(shè)置于試件壓力室頂蓋上的注水穩(wěn)壓孔，注水穩(wěn)壓孔與高壓氮?dú)夤藓蜌庖簭?fù)合型恒壓水箱連接，用于向試件壓力室提供穩(wěn)定的水壓;所述測(cè)量裝置包括從試件壓力室底部通孔連接到試件內(nèi)部的孔隙壓力計(jì)，以及安裝于試件壓力室側(cè)壁且連接到試件壓力室內(nèi)的壓力表和安裝于擋板中心開(kāi)孔下方的量杯。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述礦井突泥試驗(yàn)裝置，其特征在于:裝置外殼及管道采用厚鋼板或厚鋼管制成D3.根據(jù)權(quán)利要求1所述礦井突泥試驗(yàn)裝置，其特征在于:所述試件是在圓柱形套筒內(nèi)預(yù)先制作完成并和套筒一起滑入試件壓力室內(nèi)，套筒和試件側(cè)面與試件壓力室內(nèi)壁緊密貼入口 O4.根據(jù)權(quán)利要求1所述礦井突泥試驗(yàn)裝置，其特征在于:所述擋板為一系列中心開(kāi)孔大小不同的擋板。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述礦井突泥試驗(yàn)裝置，其特征在于:所述高壓氮?dú)夤夼渲糜兴欧毫φ{(diào)節(jié)閥和壓力表。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述礦井突泥試驗(yàn)裝置，其特征在于:所述量杯置于電子天平上。
【文檔編號(hào)】G01N15/08GK205643028SQ201620498573
【公開(kāi)日】2016年10月12日
【申請(qǐng)日】2016年5月27日
【發(fā)明人】柴紅保
【申請(qǐng)人】湖南科技大學(xué)