一种实验室模拟坚硬顶板注水软化系统及方法

一种实验室模拟坚硬顶板注水软化系统及方法
【技术领域】
[0001]本发明属于矿山工程的领域，具体是一种实验室模拟坚硬顶板注水软化系统及方法，一种相似模拟实验中坚硬顶板注水软化系统及注水软化方法。
【背景技术】
[0002]目前，坚硬顶板的岩层控制通常通过高压注水的方式进行处理使顶板软化，降低矿压显现的剧烈程度。而在实验室相似模拟的过程中，通常会用注射器对其自上而下或者从侧面对其进行注水，这种模拟做法不能很好模拟煤矿的真实环境，不能够精确的锁定注水岩层，流量也无法控制，同时实验工作量大，影响着相似模拟实验精度与效率，因此，需要研发一种更加精确、便于控制、同时实验效率较高的模拟坚硬顶板注水软化系统与方法，以便提尚相似实验的效果。
[0003]基于以上技术问题，本发明提供了一种实验室模拟坚硬顶板注水软化系统及方法，其通过设置相似模拟实验台上的支撑架来实现注水管的均匀布置，各注水细管都有其独立的操作系统，可实现结合具体实际的层位、水量的控制，同时操作过程简单，大大提高了相似实验的效果。

【发明内容】

[0004]本发明的目的是为了克服上述现有技术中的不足，提供了一种实验室模拟坚硬顶板注水软化系统及方法，该系统采用如下技术方案:一种实验室模拟坚硬顶板注水软化系统，其包括水箱、抽水栗、注水系统、相似模拟实验台和管路系统，其中，所述水箱通过所述管路系统依次连接抽水栗和注水系统，其特征在于，所述注水系统通过支撑架连接设置在所述相似模拟实验台上，其中，所述注水系统至少包括多个注水细管，且每个所述注水细管均匀的布置在支撑架上，且各注水细管上都设置有独立操作的细管开关和流量表。
[0005]进一步，作为优选，所述水箱通过进水管路与抽水栗连接，所述抽水栗通过出水管路与集散管连接，所述集散管上连接有多个注水细管，每个注水细管上靠近所述细管开关的位置上设置有相应的细管编号，细管编号与管孔编号一一对应的连接到螺旋盖上，所述螺旋盖设置在固管孔里面，螺旋盖通过连接螺栓与所述注水管连接，所述支撑架包括支撑板、连接板、侧板和螺栓，其中，所述侧板上设置有螺栓，所述侧板设置在所述连接板的两侧面，所述连接板通过所述侧板和螺栓固定连接支撑设置在所述模拟实验台上，所述侧板上设置有支撑板滑槽，所述支撑板可滑动的支撑设置在所述支撑板滑槽内，所述侧板上还设置有紧固滑动螺栓，所述支撑板上设置有螺栓滑槽，通过所述紧固滑动螺栓在所述螺栓滑槽的松弛与紧固来实现支撑板沿支撑板滑槽的上下移动与固定。
[0006]进一步，作为优选，所述注水管上设置有刻度。
[0007]进一步，作为优选，靠近所述螺旋盖的注水细管上设置有记录流量的大小的流量表。
[0008]进一步，作为优选，所述抽水栗上设置有水压表。
[0009]此外，本发明还提供了一种实验室模拟坚硬顶板注水软化模拟实验的方法，其特征在于，其包括以下步骤:
[0010](1)根据注水管的长度、刻度及通过紧固滑动螺栓沿螺栓滑槽上下移动所能辐射的范围，确定支撑板的固定位置范围；
[0011](2)采用螺栓将连接板和侧板与相似模拟实验台固定连接；
[0012](3)通过紧固滑动螺栓和螺栓滑槽调节支撑板，同时，综合调节注水管在固管孔对应的刻度位置，锁定预设的注水岩层；
[0013](4)将水箱盛满水，并将各细管对应的开关打开，开动抽水栗，使水沿进水管路进入抽水栗，抽水栗给它一定的水压并通过出水管路、集散管及细管流入注水管，通过每个注水管附近的流量计记录每个注水管的流量，调节开关的大小，控制每个注水管的流量；
[0014](5)每个注水管的流量达到预设流量时，关闭抽水栗和细管开关；
[0015](6)待每个细管内的水流尽时，将每个细管缓慢拔出，达到实验目的。
[0016]本发明的有益效果在于:
[0017]本发明通过设置相似模拟实验台上的支撑架来实现注水管的均匀布置，各注水细管都有其独立的操作系统，可实现结合具体实际的层位、水量的控制，只需根据每个注水管附近的流量计即可记录下每个注水管的流量，只需调节开关的大小，即可控制每个注水管的流量，便于每个注水管的流量达到预设流量，操作过程十分简单，大大提高了相似实验的效果。
【附图说明】
[0018]图1是本发明的一种实验室模拟坚硬顶板注水软化系统结构示意图；
[0019]图2是本发明的相似模拟实验台和支撑架的结构示意图；
[0020]图3是本发明的集散管与注水细管的连接结构示意图；
[0021 ]图4是本发明的抽水栗的结构示意图。
[0022]其中，1水箱，2进水管路，3抽水栗，4水压表，5出水管路，6集散管，7细管开关，8细管编号，9注水细管，10紧固滑动螺栓，11支撑板，12螺栓滑槽，13支撑板滑槽，14流量表，15螺旋盖，16连接螺栓，17固管孔，18管孔标号，19注水管，20刻度，21连接板，22侧板，23螺栓，24相似模拟实验台。
【具体实施方式】
[0023]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0024]如图1-4所示，本发明提供了一种实验室模拟坚硬顶板注水软化系统，其包括水箱
1、抽水栗3、注水系统、相似模拟实验台24和管路系统，其中，所述水箱1通过所述管路系统依次连接抽水栗3和注水系统，其特征在于，所述注水系统通过支撑架连接设置在所述相似模拟实验台上，其中，所述注水系统至少包括多个注水细管9，且每个所述注水细管9均匀的布置在支撑架上，且各注水细管上都设置有独立操作的细管开关7和流量表14。
[0025]在本实施例中，所述水箱1通过进水管路2与抽水栗3连接，所述抽水栗通过出水管路5与集散管6连接，所述集散管6上连接有多个注水细管9，每个注水细管9上靠近所述细管开关7的位置上设置有相应的细管编号9，细管编号9与管孔编号18—一对应的连接到螺旋盖