本技術(shù)屬于礦山物理模擬實(shí)驗(yàn)，特別涉及一種模擬煤柱壩體承壓循環(huán)浸-失水實(shí)驗(yàn)裝置。

背景技術(shù)：

1、煤礦地下空間(如地下水庫)建設(shè)時(shí)需要留設(shè)煤柱壩體，煤柱壩體在靜態(tài)載荷作用及長(zhǎng)期的循環(huán)浸水和失水影響下，會(huì)產(chǎn)生眾多微裂隙，這些微裂隙隨時(shí)間的推移會(huì)不斷發(fā)育、擴(kuò)展并貫通，從而影響煤柱壩體的長(zhǎng)期穩(wěn)定，因此控制煤柱壩體穩(wěn)定成為了煤礦地下空間建設(shè)和長(zhǎng)期安全運(yùn)營的關(guān)鍵。鑒于此，研究煤柱壩體在承壓狀態(tài)下長(zhǎng)期受循環(huán)浸-失水條件影響后的特征尤為重要。

2、現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)裝置主要是將煤柱壩體試樣放在設(shè)置有恒定水位的水箱內(nèi)，然后對(duì)煤柱壩體試樣進(jìn)行長(zhǎng)期浸水實(shí)驗(yàn)，進(jìn)而研究長(zhǎng)期浸水后的煤柱壩體特征。但是這種實(shí)驗(yàn)裝置無法模擬煤柱壩體在實(shí)際運(yùn)行中的承壓狀態(tài)，也無法重現(xiàn)循環(huán)浸水與失水的環(huán)境，進(jìn)而無法獲取更接近實(shí)際工況的煤柱壩體試樣，對(duì)后續(xù)的研究準(zhǔn)確性造成影響。為此急需一種能夠模擬煤柱壩體長(zhǎng)期承壓環(huán)境并受循環(huán)浸-失水影響的實(shí)驗(yàn)裝置。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供一種模擬煤柱壩體承壓循環(huán)浸-失水實(shí)驗(yàn)裝置，能夠獲取更接近實(shí)際工況的煤柱壩體試樣，利于后續(xù)的特征分析以及進(jìn)一步研究，具體的，所述實(shí)驗(yàn)裝置包括依次連接的水循環(huán)系統(tǒng)、浸-失水系統(tǒng)和增壓系統(tǒng)；所述浸-失水系統(tǒng)包括密閉實(shí)驗(yàn)箱、壓力計(jì)、卸壓閥和密封門，所述密閉實(shí)驗(yàn)箱頂部開設(shè)有可開閉的密封門，所述密閉實(shí)驗(yàn)箱設(shè)置有多個(gè)壓力計(jì)用于測(cè)量密閉實(shí)驗(yàn)箱內(nèi)不同位置的壓力，所述卸壓閥設(shè)置于密閉實(shí)驗(yàn)箱頂部；

2、所述水循環(huán)系統(tǒng)包括回水箱、注水箱、抽水泵和導(dǎo)水管；所述回水箱左側(cè)底部設(shè)置有回水箱出水口，所述回水箱出水口通過導(dǎo)水管與抽水泵的進(jìn)水端連接，所述抽水泵的出水端通過導(dǎo)水管與注水箱左側(cè)上部的注水箱進(jìn)水口連接，所述注水箱右側(cè)底部設(shè)置有注水箱出水口，所述注水箱出水口通過第一連接管連接于密閉實(shí)驗(yàn)箱左側(cè)上部，所述第一連接管上設(shè)置有注水閥；所述回水箱右側(cè)頂部設(shè)置有回水箱進(jìn)水口，所述回水箱進(jìn)水口通過第二連接管連接于密閉實(shí)驗(yàn)箱左側(cè)底部，所述第二連接管上設(shè)置有疏水閥；

3、所述增壓系統(tǒng)與所述密閉實(shí)驗(yàn)箱相連。

4、優(yōu)選的，所述壓力計(jì)包括第一壓力計(jì)和第二壓力計(jì)，所述第一壓力計(jì)的測(cè)量端口連接于密閉實(shí)驗(yàn)箱的內(nèi)腔頂部，所述第二壓力計(jì)的測(cè)量端口連接于密閉實(shí)驗(yàn)箱的內(nèi)腔底部。

5、優(yōu)選的，所述密閉實(shí)驗(yàn)箱、回水箱和注水箱為長(zhǎng)方體箱體。

6、優(yōu)選的，回水箱出水口處設(shè)置有濾網(wǎng)。

7、優(yōu)選的，所述回水箱頂面設(shè)置長(zhǎng)方體支撐架，所述支撐架上部放置注水箱。

8、優(yōu)選的，所述抽水泵設(shè)置于支撐架內(nèi)。

9、優(yōu)選的，所述浸-失水系統(tǒng)和增壓系統(tǒng)設(shè)置在底座上。

10、優(yōu)選的，所述增壓系統(tǒng)包括空氣增壓泵和導(dǎo)氣管，所述空氣增壓泵通過導(dǎo)氣管連接于所述密閉實(shí)驗(yàn)箱頂部右側(cè)。

11、優(yōu)選的，所述空氣增壓泵設(shè)置有控制器啟停的開關(guān)。

12、優(yōu)選的，在導(dǎo)氣管連接于密閉實(shí)驗(yàn)箱頂部右側(cè)處設(shè)置有加壓閥。

13、優(yōu)選的，所述水循環(huán)系統(tǒng)、浸-失水系統(tǒng)和增壓系統(tǒng)設(shè)置于實(shí)驗(yàn)艙中。

14、有益效果：本實(shí)用新型為煤柱壩體試樣設(shè)置密閉實(shí)驗(yàn)箱，通過分別設(shè)置與密閉實(shí)驗(yàn)箱相連的回水箱、注水箱可以向密閉實(shí)驗(yàn)箱內(nèi)循環(huán)注入水或排水，模擬煤柱壩體循環(huán)浸水、失水環(huán)境；同時(shí)還設(shè)置與密閉實(shí)驗(yàn)箱相連的空氣增壓泵以向其內(nèi)增壓，模擬煤柱壩體的承壓環(huán)境；本實(shí)用新型能夠獲取更接近實(shí)際工況的煤柱壩體試樣，利于后續(xù)的特征分析以及進(jìn)一步研究。

技術(shù)特征：

1.一種模擬煤柱壩體承壓循環(huán)浸-失水實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，包括依次連接的水循環(huán)系統(tǒng)、浸-失水系統(tǒng)和增壓系統(tǒng)；所述浸-失水系統(tǒng)包括密閉實(shí)驗(yàn)箱、壓力計(jì)、卸壓閥和密封門，所述密閉實(shí)驗(yàn)箱頂部開設(shè)有可開閉的密封門，所述密閉實(shí)驗(yàn)箱設(shè)置有多個(gè)壓力計(jì)用于測(cè)量密閉實(shí)驗(yàn)箱內(nèi)不同位置的壓力，所述卸壓閥設(shè)置于密閉實(shí)驗(yàn)箱頂部；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，所述壓力計(jì)包括第一壓力計(jì)和第二壓力計(jì)，所述第一壓力計(jì)的測(cè)量端口連接于密閉實(shí)驗(yàn)箱的內(nèi)腔頂部，所述第二壓力計(jì)的測(cè)量端口連接于密閉實(shí)驗(yàn)箱的內(nèi)腔底部。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，所述密閉實(shí)驗(yàn)箱、回水箱和注水箱為長(zhǎng)方體箱體。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，所述回水箱頂面設(shè)置長(zhǎng)方體支撐架，所述支撐架上部放置注水箱；所述浸-失水系統(tǒng)和增壓系統(tǒng)設(shè)置在底座上。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，所述抽水泵設(shè)置于支撐架內(nèi)。

6.根據(jù)權(quán)利要求1、3-5任意一項(xiàng)所述的實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，回水箱出水口處設(shè)置有濾網(wǎng)。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，所述增壓系統(tǒng)包括空氣增壓泵和導(dǎo)氣管，所述空氣增壓泵通過導(dǎo)氣管連接于所述密閉實(shí)驗(yàn)箱頂部右側(cè)。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，所述空氣增壓泵設(shè)置有控制器啟停的開關(guān)。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，在導(dǎo)氣管連接于密閉實(shí)驗(yàn)箱頂部右側(cè)處設(shè)置有加壓閥。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，所述水循環(huán)系統(tǒng)、浸-失水系統(tǒng)和增壓系統(tǒng)設(shè)置于實(shí)驗(yàn)艙中。

技術(shù)總結(jié)
本技術(shù)屬于礦山物理模擬實(shí)驗(yàn)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種模擬煤柱壩體承壓循環(huán)浸?失水實(shí)驗(yàn)裝置，包括依次連接的水循環(huán)系統(tǒng)、浸?失水系統(tǒng)和增壓系統(tǒng)；所述浸?失水系統(tǒng)包括密閉實(shí)驗(yàn)箱、壓力計(jì)、卸壓閥和密封門；所述水循環(huán)系統(tǒng)包括回水箱、注水箱、抽水泵和導(dǎo)水管；所述增壓系統(tǒng)與所述密閉實(shí)驗(yàn)箱相連。本技術(shù)為煤柱壩體試樣設(shè)置密閉實(shí)驗(yàn)箱，通過分別設(shè)置與密閉實(shí)驗(yàn)箱相連的回水箱、注水箱可以向密閉實(shí)驗(yàn)箱內(nèi)循環(huán)注入水或排水，模擬煤柱壩體循環(huán)浸水、失水環(huán)境；同時(shí)還設(shè)置與密閉實(shí)驗(yàn)箱相連的空氣增壓泵以向其內(nèi)增壓，模擬煤柱壩體的承壓環(huán)境；本技術(shù)能夠獲取更接近實(shí)際工況的煤柱壩體試樣，利于后續(xù)的特征分析以及進(jìn)一步研究。

技術(shù)研發(fā)人員：郝憲杰,李宜家,陳昱光,楊懷翔
受保護(hù)的技術(shù)使用者：礦業(yè)大學(xué)（北京）內(nèi)蒙古研究院
技術(shù)研發(fā)日：20240510
技術(shù)公布日：2025/1/6