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申请/专利权人：安徽理工大学

摘要：本发明在传统的相似模拟试验装置基础上，提出一种模拟覆岩离层注浆充填的装置及方法，该装置能够根据试验场地灵活移动，可以模拟不同煤层倾角，根据设计改变箱体尺寸，适用于不同几何相似比情况，能够根据开挖过程中离层区的出现位置灵活调整注浆管的位置，并且可以模拟多层位离层注浆和多个工作面同时进行离层注浆作业情况，可以很好的对整个覆岩离层注浆充填作业流程进行相似模拟。通过覆岩离层注浆得到的数据可以跟已有理论及数值模拟研究间进行验证和修正，为煤矿提供可靠的充填开采依据，促进煤炭安全绿色开采。

主权项：1.一种模拟覆岩离层注浆充填的装置，其特征在于：包括模拟装置箱体（1）、微型搅拌注浆一体泵（2）、螺旋杆（3）、活动挡板（4）、载荷补充液压装置（5）、顶板（6）、注浆管（7）、注浆孔槽（8）、钻孔器（9）、前挡板（10）、线路孔（11）、高清摄像机（12）、电动角位台（13）、侧挡板（19）、轮子（20）、采集监测系统（21）和固定支撑架（25）；所述顶板（6）沿长边方向留设有注浆孔槽（8），能够根据开挖过程中离层区（18）的出现位置灵活调整注浆管（7）的位置；注浆管（7）由钻孔器（9）在注浆孔槽（8）上钻孔后设置，来模拟注浆过程中钻孔铺设注浆管路；顶板（6）上部均匀布置载荷补充液压装置（5），用来控制和补充上覆岩层的载荷；所述顶板（6）为具有一定厚度刚性材料，注浆孔槽（8）宽度和钻孔器（9）规格由注浆管（7）尺寸确定,注浆孔槽（8）为切削顶板（6）形成，两端头铰接，设置在顶板（6）宽度中间，钻孔器（9）可沿着注浆孔槽（8）选择任意钻孔位置，从而使注浆效果更加明显；其操作步骤如下：1根据模拟实验几何相似比，确定模拟装置箱体（1）的尺寸，调整活动挡板（4），根据模拟煤层赋存情况，调节电动角位台（13）模拟煤岩层倾角，然后将固定支撑架（25）开启，防止模拟装置箱体（1）滑移，根据充填料浆材料配比，对各种充填材料进行称重；2根据地质柱状图、煤岩层物理力学性质、配比号、模型比例尺、应力相似比和容重相似比确定相似材料用量和补偿载荷；3将每一分层所需要的相似材料和水分别称重，混合后倒入搅拌机中搅拌均匀，将搅拌好的相似材料倒入模拟装置箱体（1）中，用刮板将相似材料摊平、压实，每一分层间铺设云母粉，并在需要监测的层位铺设传感元件；4铺设到设计高度，闭合顶板（6）和前挡板（10），根据计算得到的补偿荷载调整载荷补充液压装置（5），开启电风扇加快煤岩层的风干，定时观察其风干情况；5待到煤岩层风干后，进行模拟煤层开采，同时开启高清摄像机（12）和采集监测系统（21）观察上覆岩层的变化情况，当出现离层区（18）时，停煤层止开挖，用钻孔器（9）沿着垂直于注浆孔槽（8）方向缓慢钻孔，避免破坏离层区（18），同时开启微型搅拌注浆一体泵（2），调试无误后将称重好的注浆材料倒入搅拌均匀，然后连接注浆管（7），开始模拟覆岩离层注浆充填作业，直至浆液在离层区沉淀形成饱和压实体时注浆充填作业结束。

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