破碎巖體壓實和滲流特性研究用實驗裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種實驗裝置，尤其是涉及一種破碎巖體壓實和滲流特性研宄用實驗裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]工程中的破碎巖體大致可分為兩類:一類是受構(gòu)造及采動作用破碎后仍處于原來位置的原位破碎巖體，如斷層破碎帶、巷道開挖后周圍的松動圈巖體等；另一類是因工程開挖而破碎冒落并在高壓作用下可再次壓實的堆積破碎巖體，如采礦中采空區(qū)的破斷覆巖巖體。與完整、致密的巖體相比，破碎巖體中留有大量空洞、離層、裂隙，給水體、瓦斯等有害氣體的聚集留下了空間，具有隱蔽性強、空間分布特征規(guī)律性差、難以預(yù)測的特點，故巖石工程中因滲流引起的重大災(zāi)害事故多發(fā)生在破碎巖體中。因此，研宄破碎巖體的滲流具有重要的工程意義。目前，中國采空區(qū)問題面臨的形式十分嚴峻，例如:山西因采煤形成2萬平方公里采空區(qū)，相當于山西1/8的國土面積，中國每年開采約50億噸礦石，一些地方疏于回填治理空區(qū)面積擴大，孝義市兌鎮(zhèn)因采空塌陷1700畝土地塌陷1000多畝，整個山村搬迀。
[0003]在煤矸石充填開采過程中，充填物體的壓實性能對充填效果有十分重要的影響。不僅要求充填體具有一定的壓密程度，同時還需要控制充填體的壓縮變形量，因此對充填體的力學參數(shù)的測定，為工程現(xiàn)場提供必要的理論數(shù)據(jù)，具有十分重要的意義。再者，在開采大傾角煤層的過程中，位于工作面傾斜方向上的工作面下階段具有煤矸石充填效應(yīng)，為了準確計算該階段頂板下沉量，頂板破斷的極限跨距，對充填煤矸石的壓縮、滲透等力參數(shù)的測定具有十分重要的意義。
[0004]傳統(tǒng)的破碎巖體壓實和滲流特性研宄用實驗裝置具有動力加載麻煩、動力不穩(wěn)定、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的特點，且液體、氣體流量不能精確控制，不能既加載氣體又加載液體。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]本實用新型的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種破碎巖體壓實和滲流特性研宄用實驗裝置，其結(jié)構(gòu)簡單、設(shè)計合理且組裝方便，動力加載簡單，動力穩(wěn)定，可精確控制氣體和液體的流量，既能加載氣體，又能加載液體。
[0006]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用的技術(shù)方案是:一種破碎巖體壓實和滲流特性研宄用實驗裝置，其特征在于:包括支架和安裝在支架內(nèi)的缸體，所述缸體內(nèi)由上至下依次設(shè)置有活塞、氣液分散板和氣液收集板，所述氣液分散板與氣液收集板之間形成的腔體為破碎巖體放置腔，所述破碎巖體放置腔的底部安裝有用于測量破碎巖體所受壓力的壓力傳感器，所述活塞上安裝有用于測量其位移量的位移傳感器，所述活塞的上方設(shè)置有錨桿拉拔儀，所述氣液分散板上連接有氣體輸送管路和液體輸送管路且能夠?qū)怏w輸送管路輸送的氣體及液體輸送管路輸送的液體均勻分散至所述破碎巖體放置腔內(nèi)，所述氣體輸送管路包括氣體管道、氣體開關(guān)閥和氣體輸送流量計，所述氣體開關(guān)閥和氣體輸送流量計均安裝在氣體管道的進氣端處，所述液體輸送管路包括液體管道、液體開關(guān)閥和液體輸送流量計，所述液體開關(guān)閥和液體輸送流量計均安裝在液體管道的進液端處，所述氣體管道的出氣端和液體管道的出液端均穿過活塞且與氣液分散板的頂部連接，所述氣液收集板上連接有氣體收集管路和液體收集管路且能夠?qū)B流下來的氣體及液體收集起來，所述氣體收集管路包括出氣管和安裝在出氣管上的氣體收集流量計，所述液體收集管路包括出液管和安裝在出液管上的液體收集流量計，所述出氣管的進氣端穿過缸體且與氣液收集板的上部連接，所述出液管的進液端穿過缸體且與氣液收集板的底部連接。
[0007]上述的破碎巖體壓實和滲流特性研宄用實驗裝置，其特征在于:所述錨桿拉拔儀可拆卸安裝在支架的頂部，所述錨桿拉拔儀位于活塞的正上方。
[0008]上述的破碎巖體壓實和滲流特性研宄用實驗裝置，其特征在于:所述氣液分散板包括分散盒體和固定在分散盒體內(nèi)的第一加強塊，所述第一加強塊上開有多個第一水平通孔，所述分散盒體的頂部開有氣體進口和液體進口，所述分散盒體的底部均勻開有多個氣液出口，所述氣體進口與氣體管道的出氣端連接，所述液體進口與液體管道的出液端連接。
[0009]上述的破碎巖體壓實和滲流特性研宄用實驗裝置，其特征在于:所述氣液收集板包括收集盒體和固定在收集盒體內(nèi)的第二加強塊，所述第二加強塊上開有多個第二水平通孔，所述收集盒體的頂部均勻開有多個氣液進口，所述收集盒體的上部開有氣體出口，所述收集盒體的底部開有液體出口，所述氣體出口與出氣管的進氣端連接，所述液體出口與出液管的進液端連接。
[0010]上述的破碎巖體壓實和滲流特性研宄用實驗裝置，其特征在于:所述缸體通過螺栓固定安裝在支架內(nèi)。
[0011]上述的破碎巖體壓實和滲流特性研宄用實驗裝置，其特征在于:所述活塞與缸體之間設(shè)置有密封圈。
[0012]上述的破碎巖體壓實和滲流特性研宄用實驗裝置，其特征在于:所述壓力傳感器的數(shù)量為三個，其中一個壓力傳感器設(shè)置在所述破碎巖體放置腔的底部中心處，另兩個壓力傳感器對稱設(shè)置在所述破碎巖體放置腔的底部兩側(cè)。
[0013]本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點:
[0014]1、本實用新型結(jié)構(gòu)簡單、設(shè)計合理且組裝方便。
[0015]2、本實用新型通過錨桿拉拔儀提供動力對破碎巖體進行動力加載，動力加載簡單，動力穩(wěn)定，動力加載過程中，可通過讀取錨桿拉拔儀上的數(shù)顯壓力表，從而可以做到精確加載動力。
[0016]3、本實用新型通過氣液分散板將氣體輸送管路輸送的氣體和液體輸送管路輸送的液體均勻分散至破碎巖體放置腔內(nèi)，以對破碎巖體進行氣、液耦合條件下的模擬，從而測定破碎巖體在耦合條件下的氣體和液體的滲透率。
[0017]4、本實用新型通過氣體輸入和收集的流量差值、液體輸入和收集的流量差值以及氣體、液體的流量隨時間的變化情況，就可得到破碎巖體在不同壓實度情況下氣體、液體的滲流狀況，進而為工程現(xiàn)場提供必要的理論數(shù)據(jù)。
[0018]5、本實用新型可精確控制氣體和液體的流量，既能加載氣體，又能加載液體。
[0019]6、本實用新型操作簡單，維修方便，制造成本低。
[0020]下面通過附圖和實施例，對本實用新型做進一步的詳細描述。
【附圖說明】
[0021]圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖2為本實用新型氣液分散板的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖3為本實用新型氣液收集板的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]附圖標記說明:
[0025]I一銷桿拉拔儀；2—氣體輸送流量計；3—氣體開關(guān)閥；
[0026]4一位移傳感器；5—支架；6—氣體管道；
[0027]7—壓力傳感器；8—缸體；9一氣液收集板；
[0028]9-1 一收集盒體；9-2—氣液進口；9-3—氣體出口；
[0029]9-5一第二加強塊13-6—第二水平通孔；9-4一液體出口 ；
[0030]10-1—出氣管；10-2—氣體收集流量計； 11-1 一出液管；
[0031]11-2—液體收集流量計；12—螺栓；13—氣液分散板；
[0032]13-1—分散盒體；13-2—氣體進口；13-3—液體進口；
[0033]13-4—氣液出口；13-5—第一加強塊；13-6—第一水平通孔；
[0034]18一液體管道；19一液體開關(guān)閥；20—液體輸送流量計；
[0035]21—活塞；22—密封圈。
【具體實施方式】
[0036]如圖1所示，本實用新型包括支架5和安裝在支架5內(nèi)的缸體8，所述缸體8內(nèi)由上至下依次設(shè)置有活塞21、氣液分散板13和氣液收集板9，所述氣液分散板13與氣液收集板9之間形成的腔體為破碎巖體放置腔，所述破碎巖體放置腔的底部安裝有用于測量破碎巖體所受壓力的壓力傳感器7，所述活塞21上安裝有用于測量其位移量的位移傳感器4，所述活塞21的上方設(shè)置有錨桿拉拔儀1，所述氣液分散板13上連接有氣體輸送管路和液體輸送管路且能夠?qū)怏w輸送管路輸送的氣體及液體輸送管路輸送的液體均勻分散至所述破碎巖體放置腔內(nèi)，所述氣體輸送管路包括氣體管道6、氣體開關(guān)閥3和氣體輸送流量計2，所述氣體開關(guān)閥3和氣體輸送流量計2均安裝在氣體管道6的進氣端處，所述液體輸送管路包括液體管道18、液體開關(guān)閥19和液體輸送流量計20，所述液體開關(guān)閥19和液體輸送流量計20均安裝在液體管道18的進液端處，所述氣體管道6的出氣端和液體管