专利名称：一种井巷喷注隔热材料降温效果模拟的实验装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种井巷喷注隔热材料降温效果模拟的实验装置，尤其适用于矿 井热害的防治实验研究。
背景技术：
随着我国煤矿开采年限的增加，浅部资源逐步减少和枯竭，我国煤矿开采平均以8 12 m/a的速度向深部延伸，出现了一批千米深井，同时伴随着的热害问题已经严重影响了矿井工人的健康、矿井的生产效率和安全生产。深部高温矿井的安全高效开采，可以解决东部沿海省份煤炭资源的缺口，在一定程度上决定着我国的经济的可持续发展和国家安全战略的实施。但是深度高温矿井内的温度较高，达35°C以上，造成工作环境恶劣，因此对井巷降温已成为一急等解决的问题。
发明内容技术问题本实用新型的目的是克服已有技术中的不足之处，提供一种结构简单、可靠性高、成本低的井巷喷注隔热材料降温效果模拟的实验装置。技术方案本实用新型的井巷喷注隔热材料降温效果模拟的实验装置，由温控箱、加热水箱、测试箱、对照箱组成；所述的测试箱由5块隔热板及一块模拟巷道围岩测试板构成；所述的对照箱由5块隔热板及一块模拟巷道围岩对照板构成；所述的模拟巷道围岩测试板与模拟巷道围岩对照板分别紧贴于热水箱的两侧，加热水箱、测试箱和对照箱内分别设有热电偶，热电偶经导线与温控箱相连，加热水箱内设有加热器和搅拌器。所述的模拟巷道围岩测试板为喷浆板或注浆板；所述的模拟巷道围岩对照板为围岩板或裂隙板。a、首先预制喷浆板或注浆板的模拟巷道围岩测试板，所述喷浆板的预制为在围岩板表面喷隔热层；所述注浆板的预制为先在围岩板表面开槽预制裂隙板，然后在预制裂隙板中注入隔热材料；b、制作测试箱和对照箱，将测试箱和对照箱对称设在加热水箱的两侧，使模拟巷道围岩测试板与模拟巷道围岩对照板分别紧贴于热水箱的两侧；C、通过温控箱控制加热器将加热水箱中的水加热，并通过搅拌器搅动使水温均匀，利用加热水箱模拟巷道围岩的热源，并通过热电偶测量、控制加热水箱中水的温度，同时通过热电偶测量测试箱与对照箱中空气的温度的差别，以此判定模拟巷道围岩测试板的隔热效果。有益效果本实用新型采用水箱加热，加热水箱的温度由与温控箱相连的热电偶测量并实现自动控制，实现水温稳定的目标，使测试箱和对照箱有相同的传热边界条件。可用于井巷隔热降温机理研究和确定现场喷注工艺参数，为大规模井巷喷注隔热材料降温技术的实施提供理论研究和确定技术方案的依据。其测试精度高、操作简便、实验成本低。
图I是本实用新型的结构示意图；图2是图I中A— A处剖面图；图3是本实用新型的模拟巷道围岩测试板；图4是图3中B— B处剖面图。图中，I-温控箱；2_加热水箱；3-测试箱；4-对照箱；5_隔热板；6_热电偶；7-温控表；8_指示灯；9_模拟巷道围岩对照板；10-模拟巷道围岩测试板；11_开关；12_电加热器；13_隔热层；14_围岩板；15-预制裂隙板；16_搅拌器。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的一个实施例作进一步的说明本实用新型的井巷喷注隔热材料降温效果模拟的实验装置，主要由温控箱I、加热水箱2、测试箱3、对照箱4组成；测试箱3由5块隔热板5及一块模拟巷道围岩测试板10构成；模拟巷道围岩测试板10为喷衆板或注衆板。对照箱4由5块隔热板5及一块模拟巷道围岩对照板9构成,模拟巷道围岩对照板9为围岩板14或裂隙板15。围岩板14 一侧表面喷有隔热层13,模拟巷道围岩测试板10与模拟巷道围岩对照板9分别紧贴于热水箱2的两侧，加热水箱2、测试箱3和对照箱4内分别设有热电偶6，热电偶6经导线与温控箱I相连，加热水箱2内设有加热器12和搅拌器16，温控箱I上设有温控表7、指示灯8和开关11。本实用新型的井巷喷注隔热材料降温效果模拟方法首先预制喷浆板或注浆板的模拟巷道围岩测试板10，喷浆板的预制为在围岩板14表面喷隔热层13 ;注浆板的预制为先在围岩板14表面开槽预制裂隙板15，然后在预制裂隙板15中注入隔热材料；然后制作测试箱3和对照箱4，将测试箱3和对照箱4对称设在加热水箱2的两侧，测试箱3与对照箱4中的模拟巷道围岩测试板10、模拟巷道围岩对照板9紧贴于加热水箱2两外侧,加热水箱2内有电加热器12，通过导线与温控箱2相接。通过温控箱I控制加热器12将加热水箱2中的水加热，并通过搅拌器16搅动使水温均匀，将热电偶6分别插入三个箱体中，接线端接入温控箱I中的温控表7上。打开开关11后，温控表7读取加热水箱2中的温度，当温度小于设定值时，电加热器12自动通电加热，指示灯8亮；当温度大于设定值时，电加热器12自动断电停止加热，指示灯8熄灭。这样，加热水箱中的温度可稳定在设定值。利用加热水箱2模拟巷道围岩的热源，并通过热电偶6测量、控制加热水箱2中水的温度，同时通过热电偶6测量测试箱3与对照箱4中空气的温度的差别，以此判定模拟巷道围岩测试板10的隔热效果。当测试喷浆条件下的实验时，围岩板14 一侧表面喷有隔热层13作为喷浆板，可通过改变隔热层13厚度、热导系数等参数作为不同的实验条件。当测试注浆条件下的实验时，围岩板14表面可开槽预制裂隙，其中注入隔热材料。模拟巷道围岩测试板10为喷衆板时,米用围岩板14作为模拟巷道围岩对照板9。模拟巷道围岩测试板10为注浆板时，采用预制裂隙板15作为模拟巷道围岩对照板9。
权利要求1.一种井巷喷注隔热材料降温效果模拟的实验装置，其特征在于它由温控箱(I)、加热水箱(2)、测试箱(3)、对照箱(4)组成；所述的测试箱(3)由5块隔热板(5)及一块模拟巷道围岩测试板(10)构成；所述的对照箱(4)由5块隔热板(5)及一块模拟巷道围岩对照板(9)构成；所述的模拟巷道围岩测试板(10)与模拟巷道围岩对照板(9)分别紧贴于热水箱(2)的两侧，加热水箱(2)、测试箱(3)和对照箱(4)内分别设有热电偶(6)，热电偶(6)经导线与温控箱(I)相连，加热水箱(2)内设有加热器(12)和搅拌器(16)。
2.根据权利要求I所述的井巷喷注隔热材料降温效果模拟的实验装置，其特征在于所述的模拟巷道围岩测试板(10)为喷浆板或注浆板。
3.根据权利要求I所述的井巷喷注隔热材料降温效果模拟的实验装置，其特征在于所述的模拟巷道围岩对照板(9)为围岩板(14)或裂隙板(15)。
专利摘要一种井巷喷注隔热材料降温效果模拟的实验装置，主要由温控箱、加热水箱、测试箱、对照箱组成；测试箱由5块隔热板及一块模拟巷道围岩测试板构成；对照箱由5块隔热板及一块模拟巷道围岩对照板构成；巷道围岩板侧分别紧贴于加热水箱两外侧，温控箱控制加热水箱中水的温度，通过热电偶测量测试箱及对照箱中的空气温度。更换不同的巷道围岩板或更改喷注隔热材料的参数，可以模拟井巷喷注隔热材料的隔热降温效果。此实验装置测试精度高、操作方便、实验成本低，可用于井巷隔热降温机理研究和确定喷注工艺参数。
文档编号G01N25/20GK202735278SQ20122001633
公开日2013年2月13日 申请日期2012年1月16日 优先权日2012年1月16日
发明者万志军, 周长冰, 朱成坦, 王冲, 张源, 裴松, 刘渝 申请人:中国矿业大学