专利名称：岩体钻孔测漏模拟试验台的制作方法
技术领域：
本实用新型属于机械技术领域，涉及一种模拟双端封堵钻孔测漏效果的试验装置，特别是一种岩体钻孔测漏模拟试验台。
背景技术：
在煤矿中，尤其是裂隙带发育较成熟的煤矿顶板中，常常需要使用注水测漏失量的方法来检测顶板裂隙的大小，其操作过程为通过专用设备向煤层顶板钻孔，向钻孔的某一区段内注水，水通过裂隙向顶板中渗透，当注水达到饱和时，根据实际注水量，也就是漏失量，判断顶板中裂隙的大小，从而得出裂隙的发育程度；其目的在于通过钻孔分段测漏确定岩体内部裂隙发育状况或采矿及各类岩体工程围岩的破坏深度和范围，以便采取经济合理的维护措施以便进行安全防范。但在实际应用中，现有的设备仅仅只能检测漏失量，无法定量的检测漏失量与注水压力、注水时间之间的关系。对同一煤层，不同的注水压力和注水时间其漏失量很有可能是不同的，在某些特征的工作面，其差别可能会非常大；同时传统检测方式还具有对钻孔质量要求高，现场测试时间长等不足之处。在现有技术中，并没有漏失量与注水压力、注水时间明确的对应关系，也没有合适的试验装置和设备来确定上述关系，这种情况极大的影响了双端封堵裂隙检测方法的应用。运用传统方式检测还受到实地条件的局限，使得检测结果偏差较大，无法实现精准要求，进而为安全防范带来隐患。
实用新型内容本实用新型的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种在室内即能模拟实现岩体测漏效果，进一步精准、快速获取测量数据，以便采取最佳维护措施进行安全防范的岩体钻孔测漏模拟试验台。本实用新型的目的可通过下列技术方案来实现岩体钻孔测漏模拟试验台，包括顶部安设转角台板的支架，所述转角台板的单向侧边与上述支架形成铰接，且转角台板与支架之间设置定位转角台板倾斜角度的支撑结构，其特征在于，所述转角台板上固设模拟测漏管，所述模拟测漏管的两端口呈密封状，所述模拟测漏管的周壁上开设若干进口和若干测漏口，所述若干进口通过汇总连接泵机，所述测漏口上连接裂隙模拟器。本岩体钻孔测漏模拟试验台中转角台板为长方形金属板，其一侧边为自由端，另一侧边通过转动轴铰接在支架顶面的一侧，由此转角台板可形成任意角度的旋转定位。在实地岩体测漏操作中，需要对任何仰、俯倾角的钻孔进行分段封堵注水或充气测漏，故转角台板能够应对模拟实现各种角度钻孔的状态，实现模拟测试的真实度。在上述的岩体钻孔测漏模拟试验台中，所述测漏口上连接压力表，所述泵机的出口处连接总压力表与流量计。在上述的岩体钻孔测漏模拟试验台中，所述模拟测漏管的两端口塞堵形成密封的密封胶塞。在上述的岩体钻孔测漏模拟试验台中，所述若干进口与泵机之间通过连通管相连，所述每进口处的连通管上设置一分管阀门，所述泵机的出口处设置一总管阀门。每个分管阀门对应控制一个进口的开闭状态，由此可根据实验的需求灵活控制水体或气体的流入位置。在上述的岩体钻孔测漏模拟试验台中，所述模拟测漏管设有多根，且多根模拟测漏管平行设置在上述转角台板的顶面上。在上述的岩体钻孔测漏模拟试验台中，所述若干进口沿上述模拟测漏管的轴向均匀分布，所述若干测漏口沿上述模拟测漏管的轴向均匀分布，且若干进口位于上述模拟测漏管的同一侧，若干测漏口位于上述模拟测漏管的另一侧。进口沿管身均匀分布，避免注水或注气的压力波动对试验数据产生影响；测漏口通过更换外接设备来实现多功能的用途，使用方便。在上述的岩体钻孔测漏模拟试验台中，所述支撑结构包括固设于支架上的液压缸，所述液压缸由顶部延伸支撑杆，所述支撑杆的顶端与上述转角台板的底面形成支撑接触。与现有技术相比，本岩体钻孔测漏模拟试验台采用室内模拟实验观测法，可以模拟多种地质采矿条件，获取不同地质采矿条件下的底板导水破坏深度，提供安全开采方案决策依据，由此其测验范围广，使用灵活性强；同时实验过程中跑冒量少，漏失量记录精确；再者结构简单，故障率低，测验用时短，费用低。
图1是本岩体钻孔测漏模拟试验台的支架结构示意图。图2是本岩体钻孔测漏模拟试验台的模拟测漏管结构示意图。图中，1、支架；2、转角台板；3、液压缸；4、模拟测漏管；5、密封胶塞；6、进口 ；7、测漏口 ；8、压力表；9、裂隙模拟器。
具体实施方式
以下是本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的描述，但本实用新型并不限于这些实施例。如图1和图2所示，本岩体钻孔测漏模拟试验台主要包括支架I和设置在支架I上的模拟测漏管4。支架I整体由金属构成，其底部为矩形框体，其顶部安设转角台板2。转角台板2为长方形金属板，其一侧边为自由端，另一侧边通过转动轴铰接在矩形框体顶面的一侧，由此转角台板2可形成任意角度的旋转定位。转角台板2与支架I之间设置支撑结构，该支撑结构包括固设于支架I上的液压缸3 (此处液压缸3也可放置于地面上)，液压缸3由顶部延伸支撑杆，该支撑杆能够在液压缸3的带动下沿竖直方向伸缩运作，且支撑杆的顶端与转角台板2的底面形成支撑接触。 转角台板2的顶面上呈平行固设多根模拟测漏管4，且多根模拟测漏管4垂直于转角台板2的铰接边均匀排列。注水管大体为圆筒形，其两端被密封胶塞5密封，模拟测漏管4的周壁上开设若干进口 6和若干测漏口 7。若干进口 6沿模拟测漏管4的轴向均匀分布，若干测漏口 7沿模拟测漏管4的轴向均匀分布，且若干进口 6位于模拟测漏管4的同一侧，若干测漏口 7位于模拟测漏管4的另一侧，进口 6沿管身均匀分布，避免注水或注气的压力波动对试验数据产生影响；测漏口 7通过更换外接设备来实现多功能的用途，使用方便。每个进口 6均连接一连通管，且若干连通管汇总后连接泵机，每进口 6处的连通管上设置一分管阀门，泵机的出口处设置一总管阀门。每个分管阀门对应控制一个进口 6的开闭状态，由此可根据实验的需求灵活控制水体或气体的流入位置。至少一个测漏口 7上连接裂隙模拟器9与压力表8，其它闲置测漏口 7使用塞子封堵，避免漏水。裂隙模拟器9用于模拟煤层中的裂缝和空隙，可以使用带小孔或者细缝的盲管来作为裂隙模拟器9，也可以使用其它合适的部件，通过调整小孔、细缝的尺寸和数量，就可以模拟不同的裂隙情况。为更好的模拟具体的环境，可以在多个不同的位置的测漏口7上安装不同的裂隙模拟器9。泵机的出口处连接总压力表与流量计。在使用过程中，首先需要根据实际情况，调整转角台板2的倾斜角度并定位，在模拟测漏管4上设置合适的裂隙模拟器9，然后开启泵机注水，同时记录总压力表、流量计和模拟测漏管4中压力表8的读数，并绘制时间曲线图，从而得出不同裂隙量的情况下，不同注水压力、注水量和注水时间的关系。本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。尽管本文较多地使用了支架I ;转角台板2 ;液压缸3 ;模拟测漏管4 ;密封胶塞5 ；进口 6 ;测漏口 7 ;压力表8 ;裂隙模拟器9等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本实用新型的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本实用新型精神相违背的。
权利要求1.岩体钻孔测漏模拟试验台，包括顶部安设转角台板的支架，所述转角台板的单向侧边与上述支架形成铰接，且转角台板与支架之间设置定位转角台板倾斜角度的支撑结构，其特征在于，所述转角台板上固设模拟测漏管，所述模拟测漏管的两端口呈密封状，所述模拟测漏管的周壁上开设若干进口和若干测漏口，所述若干进口通过汇总连接泵机，所述测漏口上连接裂隙模拟器。
2.根据权利要求1所述的岩体钻孔测漏模拟试验台，其特征在于，所述测漏口上连接压力表，所述泵机的出口处连接总压力表与流量计。
3.根据权利要求1所述的岩体钻孔测漏模拟试验台，其特征在于，所述模拟测漏管的两端口塞堵形成密封的密封胶塞。
4.根据权利要求1或2或3所述的岩体钻孔测漏模拟试验台，其特征在于，所述若干进口与泵机之间通过连通管相连，所述每进口处的连通管上设置一分管阀门，所述泵机的出口处设置一总管阀门。
5.根据权利要求1或2或3所述的岩体钻孔测漏模拟试验台，其特征在于，所述模拟测漏管设有多根，且多根模拟测漏管平行设置在上述转角台板的顶面上。
6.根据权利要求1或2或3所述的岩体钻孔测漏模拟试验台，其特征在于，所述若干进口沿上述模拟测漏管的轴向均匀分布，所述若干测漏口沿上述模拟测漏管的轴向均匀分布，且若干进口位于上述模拟测漏管的同一侧，若干测漏口位于上述模拟测漏管的另一侧。
7.根据权利要求1或2或3所述的岩体钻孔测漏模拟试验台，其特征在于，所述支撑结构包括固设于支架上的液压缸，所述液压缸由顶部延伸支撑杆，所述支撑杆的顶端与上述转角台板的底面形成支撑接触。
专利摘要本实用新型提供了一种岩体钻孔测漏模拟试验台。它解决了现有的岩体测漏设备存在检测不全面且精准性差等问题。本岩体钻孔测漏模拟试验台包括顶部安设转角台板的支架，转角台板的单向侧边与支架形成铰接，且转角台板与支架之间设置定位转角台板倾斜角度的支撑结构，转角台板上固设模拟测漏管，模拟测漏管的两端口呈密封状，模拟测漏管的周壁上开设若干进口和若干测漏口，若干进口通过汇总连接泵机，测漏口上连接裂隙模拟器。本实用新型采用室内模拟实验观测法，可以模拟多种地质采矿条件，获取不同地质采矿条件下的底板导水破坏深度，提供安全开采方案决策依据，由此其测验范围广，使用灵活性强；同时漏失量记录精确，测验用时短。
文档编号G01D21/02GK202903238SQ20122057562
公开日2013年4月24日 申请日期2012年11月2日 优先权日2012年11月2日
发明者刘伟韬, 刘云娟, 申建军, 郭惟嘉, 张文泉, 尹立明, 孙文斌 申请人:山东科技大学