本實用新型涉及實驗設備技術領域,尤其是涉及一種突水潰沙模擬實驗裝置。
背景技術:
突水潰沙是指在開采過程時含沙量比較高的水沙混合物流體潰入礦井工作面發生的一種礦井災害。我國西部礦區環境比較脆弱,淺層煤礦開采時,由于巖層的破裂地下水會帶動沙粒發生流動以至于滲入到礦井區域并造成突水潰沙的威脅。對突水潰沙的機理進行研究,有助于人們對突水潰沙進行預防和治理。
現有技術當中,突水潰沙模擬實驗裝置包括包括底座、固定連接在底座頂部的外缸筒和固定連接在外缸筒頂部的筒蓋,底座頂部中間位置處設置有凹槽,凹槽內放置有下壓頭,外缸筒內設置有位于下壓頭頂部的內缸筒和位于內缸筒頂部的套筒。套筒內從下到上依次設置有下半凹面壓頭、上半凸面壓頭和活塞,下壓頭上端面與下半凹面壓頭下端面之間的空間為用于放置破碎巖樣的破碎巖樣容腔,下半凹面壓頭和上半凸面壓頭相配合且其中心均設置有滲透液傳輸通道,活塞向上穿出到所述筒蓋外部,且筒蓋的中間位置處設置有供活塞穿過的通孔,活塞上沿軸線方向設置有滲透液流出通道,活塞上設置有與滲透液流出通道相連通的滲透液出口。底座的中部和下壓頭的中部設置有與破碎巖樣容腔相連通的滲透液流入通道,底座上設置有與滲透液流入通道相連通的滲透液入口。
實驗時,在滲透液入口上外接滲透液液壓系統,在滲透液出口上外接滲透液流出管,滲透液液壓系統用于給巖樣內通入帶壓力的滲透液,對滲透液流出管流出的滲透液的重量和體積進行記錄和分析,從而獲得實驗數據,得到模擬結果。
但是現有技術中的突水潰沙模擬實驗裝置存在的問題是,在通入滲透液時會始終開啟,也只能保持一定的而開口大小,這樣就造成獲得的實驗結果單一,缺少對比性,得到的結論準確性低,該裝置的實用性低。
技術實現要素:
本實用新型的目的在于提供突水潰沙模擬實驗裝置,以解決現有技術中存在的實驗裝置實用性低,實驗結果單一,準確性低技術問題。
本實用新型提供的突水潰沙模擬實驗裝置,包括實驗箱、第一鋼板、第一運動鋼板和第一控制機構;第一鋼板設置在實驗箱內,且第一鋼板的側壁與實驗箱的內壁抵接,以將實驗箱分隔成第一腔室和第二腔室,且第二腔室位于第一腔室的上方;第一運動鋼板設置在第一鋼板上,第一鋼板上和第一運動鋼板上均設置有第一導流孔;第一控制機構設置在實驗箱上,且與第一運動鋼板傳動連接,用于帶動第一運動鋼板相對第一鋼板運動,以將第一運動鋼板上的第一導流孔與第一鋼板上的第一導流孔連通或者相錯位。
進一步地,突水潰沙模擬實驗裝置還包括第二鋼板、第二運動鋼板和第二控制機構;第二鋼板設置在第二腔室內,且第二鋼板的側壁與實驗箱的內壁抵接,以將第二腔室分隔成第一子腔室和第二子腔室,且第一子腔室位于第二子腔室的上方;第一子腔室用于放置水,第二子腔室用于放置沙,第一腔室用于放置巖樣;第二運動鋼板設置在第二鋼板上;第二鋼板上和第二運動鋼板上均設置有第二導流孔;第二控制機構設置在實驗箱上,且與第二運動鋼板傳動連接,用于帶動第二運動鋼板相對第二鋼板運動,以將第二運動鋼板上的第二導流孔與第二鋼板上的第二導流孔連通或者錯位。
進一步地,突水潰沙模擬實驗裝置還包括第一調節結構和第二調節結構;第一調節結構設置在實驗箱的內壁上;第二調節結構與第二鋼板連接;第一調節結構與第二調節結構相配合,用以調節第二鋼板在實驗箱內在豎直方向上的位置。
進一步地,突水潰沙模擬實驗裝置還包括控制器;控制器設置在實驗箱外;實驗箱的上端開口,實驗箱的上端設置有箱蓋,箱蓋用以密封開口;第一控制機構包括第一舵機、第一傳動軸和第一小齒輪;第一運動鋼板上設置有第一內齒輪;第一舵機設置在箱蓋上,且與控制器電連接;第一傳動軸的一端與第一舵機傳動連接,另一端與第一小齒輪連接;第一小齒輪與第一內齒輪嚙合傳動。
進一步地,第二控制機構包括第二舵機、第二傳動軸和第二小齒輪;箱蓋上設置有舵機保護殼,第一舵機和第二舵機均設置在舵機保護殼內;第二運動鋼板上設置有第二內齒輪;第二舵機與控制器電連接;第二傳動軸的一端與第二舵機傳動連接,另一端與第二小齒輪連接,第二小齒輪與第二內齒輪嚙合傳動。
進一步地,突水潰沙模擬實驗裝置還包括第一保護筒;第一保護筒的一端與第一運動鋼板連接,另一端與第二鋼板連接;第一傳動軸和第一小齒輪均設置在第一保護筒內;和/或,還包括第二保護筒,第二保護筒的一端與第二運動鋼板連接,另一端與箱蓋連接;第二傳動軸和第二小齒輪均設置在第二保護筒內。
進一步地,第一調節結構為四個;四個第一調節結構沿實驗箱的周面等間隔的設置在實驗箱的側壁上;第二調節結構為四個,一個第二調節結構與一個第一調節結構相配合;第一調節結構包括多個螺紋孔,螺紋孔沿著實驗箱的延伸方向等間隔的設置在實驗箱的內壁上;第二調節結構包括鋼板固定塊;鋼板固定塊的截面為直角梯形,鋼板固定塊的側直角面上設置有與螺紋孔相配合的螺桿;鋼板固定塊的面積較大的底面上設置有凸起,第二鋼板的下表面上設置有與凸起相配合的凹槽。
進一步地,實驗箱的底板上設置有多個與第一腔室連通的滲流孔;每個滲流孔的下端均連通設置有一個滲流液輸送管;每個滲流液輸送管上均設置有一個滲流液流量計;和/或,每個滲流孔的上端均設置有一個分離篩;分離篩用于分離巖石和水沙。
進一步地,實驗箱上部的側壁上設置有進水口,進水口用于連通高壓水流進給裝置;第二導流孔處設置有水壓傳感器和水流量傳感器;水壓傳感器和水流量傳感器均與控制器通訊連接;突水潰沙模擬實驗裝置還包括顯示屏,顯示屏與控制器電連接,用于顯示壓力和流量。
進一步地,突水潰沙模擬實驗裝置還包括加載機;第一運動鋼板、第二鋼板和第二運動鋼板的中心處均設置有用以穿設加載機的加載軸的圓孔,加載軸遠離加載機的一端與第一鋼板抵接,以給第一鋼板施加壓力;第一鋼板上設置有壓力傳感器,壓力傳感器與控制器通訊連接。
本實用新型提供的突水潰沙模擬實驗裝置能夠隨時控制第一導流孔的連通和交錯,即滲流通道的關閉和開啟,且可通過控制第一運動鋼板的運動量從而控制滲流通道連通的面積大小,可實現在滲流通道完全關閉至完全開啟這一范圍內任意調節滲流通道的開啟大小;方便實驗員針對現實情況中不同大小的滲流情況作模擬,使模擬情況更接近現實情況;另外使模擬結果具有多樣性,具有對比性,從而得到更準確的實驗結果。
附圖說明
為了更清楚地說明本實用新型具體實施方式或現有技術中的技術方案,下面將對具體實施方式或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹,顯而易見地,下面描述中的附圖是本實用新型的一些實施方式,對于本領域普通技術人員來講,在不付出創造性勞動的前提下,還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
圖1為本實用新型實施例提供的突水潰沙模擬實驗裝置的結構示意圖;
圖2為圖1所示的突水潰沙模擬實驗裝置的剖視圖。
附圖標記:
01-實驗箱; 02-第一鋼板; 03-第一運動鋼板;
04-第一控制機構; 05-第一導流孔; 06-第二鋼板;
07-第二運動鋼板; 08第二控制機構; 09-第二導流孔;
10-第一調節結構; 11-第二調節結構; 12-第一保護筒;
13-第二保護筒; 14-底板; 15-加載機;
011-第一腔室; 012-第二腔室; 013-箱蓋;
014-舵機保護殼; 015-進水口; 041-第一傳動軸;
042-第一小齒輪; 081-第二傳動軸; 082-第二小齒輪;
101-螺紋孔; 111-鋼板固定塊; 141-滲流孔;
142-滲流液輸送管; 143-滲流液流量計; 144-分離篩;
151-加載軸; 0121-第一子腔室; 0122-第二子腔室;
1111-螺桿; 1112-凸起。
具體實施方式
下面將結合附圖對本實用新型的技術方案進行清楚、完整地描述,顯然,所描述的實施例是本實用新型一部分實施例,而不是全部的實施例。基于本實用新型中的實施例,本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例,都屬于本實用新型保護的范圍。
在本實用新型的描述中,需要說明的是,術語“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“內”、“外”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系,僅是為了便于描述本實用新型和簡化描述,而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作,因此不能理解為對本實用新型的限制。此外,術語“第一”、“第二”、“第三”僅用于描述目的,而不能理解為指示或暗示相對重要性。
在本實用新型的描述中,需要說明的是,除非另有明確的規定和限定,術語“安裝”、“相連”、“連接”應做廣義理解,例如,可以是固定連接,也可以是可拆卸連接,或一體地連接;可以是機械連接,也可以是電連接;可以是直接相連,也可以通過中間媒介間接相連,可以是兩個元件內部的連通。對于本領域的普通技術人員而言,可以具體情況理解上述術語在本實用新型中的具體含義。
圖1為本實用新型實施例提供的突水潰沙模擬實驗裝置的結構示意圖。如圖1所示,本實用新型提供的突水潰沙模擬實驗裝置,包括實驗箱01、第一鋼板02、第一運動鋼板03和第一控制機構04;第一鋼板02設置在實驗箱01內,且第一鋼板02的側壁與實驗箱01的內壁抵接,以將實驗箱01分隔成第一腔室011和第二腔室012,且第二腔室012位于第一腔室011的上方;第一運動鋼板03設置在第一鋼板02上,第一鋼板02上和第一運動鋼板03上均設置有第一導流孔05;第一控制機構04設置在實驗箱01上,且與第一運動鋼板03傳動連接,用于帶動第一運動鋼板03相對第一鋼板02運動,以將第一運動鋼板03上的第一導流孔05與第一鋼板02上的第一導流孔05連通或者相錯位。
其中,所述實驗箱01的形狀可以為多種,例如:其截面呈方形、菱形或者橢圓形等,較佳地是圓形,該結構易加工易安裝。
第一鋼板02的形狀可以為多種,例如:其呈方形、菱形或者退圓形的,較佳地是圓形,該結構易加工易安裝。需要說明的是,第一鋼板02的形狀較佳的與實驗箱01的截面形狀相同,這樣使得第一鋼板02與實驗箱01的內壁抵接時,兩者更加貼合,保障實驗的正常進行。
第一控制機構04的結構形式有多種,例如:第一控制機構04包括動力源和傳動軸;其中,動力源可以為氣缸或者液壓缸等,動力源設置在實驗箱01的頂部,傳動軸的一端與動力源的動力輸出軸連接,另一端與第一運動鋼板03連接,傳動軸與動力源的動力輸出軸以及第一運動鋼板03均垂直設置;動力源帶動傳動軸在水平方向上往復運動,從而帶動第一運動鋼板03相對于第一鋼板02在水平方向上往復運動,從而實現第一運動鋼板03上的第一導流孔05與第一鋼板02上的第一導流孔05連通或者交錯,且可控制兩個第一導流孔05連通面積的大小,實現在完全連通和完全交錯之間任意調節。
當第一運動鋼板03能夠相對于第一鋼板02移動時,第一運動鋼板03可為圓形、方形,還可為多個條狀移動板,多個移動板上均設置有第一導流孔05;此時,傳動軸為多個,一個傳動軸與一個移動板連接,多個傳動軸均與動力源傳動連接。
又如:第一控制機構04還可包括電機和傳動軸;傳動軸的一端與電機的輸出軸固定連接,另一端與第一運動鋼板03固定連接;電機帶動傳動軸轉動,從而帶動第一運動鋼板03相對于第一鋼板02轉動,從而實現第一運動鋼板03上的第一導流孔05與第一鋼板02上的第一導流孔05連通或者交錯,且可控制兩個第一導流孔05連通面積的大小,實現在完全連通和完全交錯之間任意調節。
當第一運動鋼板03相對于第一鋼板02能夠轉動時,第一運動鋼板03可以為方形、圓形或者菱形等。
第一導流孔05的數量和位置可根據具體情況來設置,可以為一個、兩個,較佳地是為多個,且均勻設置在第一鋼板02和第一運動鋼板03上,該結構能夠模擬巖樣不同位置的滲流情況,能夠得到更加準確和更有說服力的實驗結論。
使用本實施例提供的突水潰沙模擬實驗裝置時,先將巖樣放入實驗箱01的第一腔室011,再將第一鋼板02覆蓋在巖樣上,第一鋼板02水平放置,然后將第一運動鋼板03安裝在第一鋼板02上,使第一運動鋼板03上的第一導流孔05與第一鋼板02上的第一導流孔05完全交錯,即滲流通道關閉;第一控制機構04與第一運動鋼板03連接;將實驗用的滲流液注入第二腔室012;啟動第一控制機構04,帶動第一運動鋼板03運動,從而使兩個第一導流孔05連通,即滲流通道開啟;可根據具體實驗情況來調節滲流通道開啟的大小;最后觀察巖樣的滲流情況,測量巖樣的慮沙量等參數,從而完成對突水潰沙機理的研究。
需要說明的巖樣即可以為整塊巖石,也可以是碎裂的巖石。
本實施例提供的突水潰沙模擬實驗裝置能夠隨時控制第一導流孔05的連通和交錯,即滲流通道的關閉和開啟,且可通過控制第一運動鋼板的運動量從而控制滲流通道連通的面積大小,可實現在滲流通道完全關閉至完全開啟這一范圍內任意調節滲流通道的開啟大小;方便實驗員針對現實情況中不同大小的滲流情況作模擬,使模擬情況更接近現實情況;另外使模擬結果具有多樣性,實驗結果準確可靠。
如圖1所示,在上述實施例基礎之上,進一步地,突水潰沙模擬實驗裝置還包括第二鋼板06、第二運動鋼板07和第二控制機構08;第二鋼板06設置在第二腔室012內,且第二鋼板06的側壁與實驗箱01的內壁抵接,以將第二腔室012分隔成第一子腔室0121和第二子腔室0122,且第一子腔室0121位于第二子腔室0122的上方;第一子腔室0121用于放置水,第二子腔室0122用于放置沙,第一腔室011用于放置巖樣;第二運動鋼板07設置在第二鋼板06上;第二鋼板06上和第二運動鋼板07上均設置有第二導流孔09;第二控制機構08設置在實驗箱01上,且與第二運動鋼板07傳動連接,用于帶動第二運動鋼板07相對第二鋼板06運動,以將第二運動鋼板07上的第二導流孔09與第二鋼板06上的第二導流孔09連通或者錯位。
其中,第二控制機構08可采取上述的第一控制機構04中的任意一種結構;第二鋼板06也可采取上述的第一鋼板02中的任意一種結構。
第二鋼板06將第二腔室012分隔成第一子腔室0121和第二子腔室0122;第一子腔室0121用于放置水,第二子腔室0122用于放置沙,第一腔室011用于放置巖樣,即本實施例提供的突水潰沙模擬實驗裝置可將水層和沙層分離開來,而且第二控制機構08可帶動第二運動鋼板07相對第二鋼板06運動,從而將第二運動鋼板07上的第二導流孔09和第二鋼板06上的第二導流孔09聯通或者交錯,即可控制水流通道的關閉,開啟以及開啟的大小。
在使用本實施例提供的突水潰沙模擬實驗裝置時,可選擇多種工作方式,例如:一種是,關閉水流通道,打開滲流通道,使第二子腔室0122內的沙流入巖樣層,進行模擬,從而得出巖樣單沙的滲透情況;一種是,先打開滲流通道,然后再打開水流通道,進行模擬,從而得出該種情況下的巖樣滲透情況;另一種是,先打開水流通道,等倒水沙混合好后,再打開滲流通道,進行模擬等。該裝置具有較高的靈活性和實用性,能夠模擬多種條件下突水潰沙情況,可進行多組實驗結果對比,更便于對突水潰機理的研究。
如圖1所示,在上述實施例基礎之上,進一步地,突水潰沙模擬實驗裝置還包括第一調節結構10和第二調節結構11;第一調節結構10設置在實驗箱01的內壁上;第二調節結構11與第二鋼板06連接;第一調節結構10與第二調節結構11相配合,用以調節第二鋼板06在實驗箱01內在豎直方向上的位置。
其中,第一調節結構10與第二調節結構11的形式均可以為多種,例如:第一調節結構10包括多個卡槽,多個固定槽沿著實驗箱的延伸方向呈層狀分布;第二調節結構11包括卡板,卡板滑設在第二鋼板06上,可推動卡板使其向著靠近實驗箱01內壁或者遠離實驗箱01內壁的方向運動;當將第二鋼板06調節到與預設高度相對應的卡槽時,推動卡板向著靠近實驗箱01內壁的方向運動,直至卡入卡槽內,從而將第二鋼板06固定;當需要再次調節第二鋼板07的高度時,將卡板向者遠離實驗箱01內壁的方向推動,直至由卡槽脫離,再次操作即可。
較佳地是在實驗箱01的內壁上設置多個第一調節結構10,相應地在第二鋼板06上設置多個第二調節結構11,這可使得第二鋼板固06定更加牢靠穩定,便于實驗的正常進行。
通過調節第二鋼板06在實驗箱01內的高低,可改變水層和沙層的厚度,可實現對不同水層,不同沙層條件下巖樣的滲流情況,提高了該裝置的靈活性和實用性。
圖2為圖1所示的突水潰沙模擬實驗裝置的剖視圖。如圖1和圖2所示,在上述實施例基礎之上,進一步地,突水潰沙模擬實驗裝置還包括控制器;控制器設置在實驗箱01外;實驗箱01的上端開口,實驗箱01的上端設置有箱蓋013,箱蓋013用以密封開口;第一控制機構04包括第一舵機、第一傳動軸041和第一小齒輪042;第一運動鋼板03上設置有第一內齒輪;第一舵機設置在箱蓋013上,且與控制器電連接;第一傳動軸041的一端與第一舵機傳動連接,另一端與第一小齒輪042連接;第一小齒輪042與第一內齒輪嚙合傳動。
其中,控制器控制第一舵機工作,第一舵機中馬達帶動第一傳動軸041轉動,從而帶動第一小齒輪042轉動,從而帶動第一內齒輪轉動,進而帶動第一運動鋼板03運動,最終控制第一運動鋼板03上的第一導流孔05與第一鋼板02上的第一導流孔05連通或者交錯,即滲流通道的開啟或者關閉;且可通過控制器控制第一舵機中馬達的轉動量來控制滲流通道開啟的大小。該第一控制機構04結構簡單,傳動牢靠,易控制易操作。
較佳地是,第一控制機構04包括四個第一舵機,四個第一傳動軸041和四個第一小齒輪042,一個第一傳動軸041的一端與一個第一舵機連接,另一端與一個第一小齒輪042連接,四個第一小齒輪042均與第一內齒輪嚙合傳動,且四個第一小齒輪042以第一內齒輪的中心為圓心依次間隔90度設置。該結構使傳動更加穩定,進一步保障了本實施例提供的突水潰沙模擬試驗裝置的正常工作。
箱蓋013與實驗箱01的連接方式有多種,例如:在箱蓋013上設置多個卡扣,將箱蓋013卡設在實驗箱01上;或者在箱蓋013上設置多個卡凸,相應地,在實驗箱01的開口處設置多個卡槽,將卡凸卡設在卡槽內;較佳地是,在箱蓋013的下表面上等間隔的設置多個掛鉤,相應地,在實驗箱01的開口處設置有多個與掛鉤相配合的凸起,安裝箱蓋013時,將箱蓋013扣在實驗箱01的開口上,掛鉤與凸起錯開,然后旋轉箱蓋013直至卡凸完全卡設在掛鉤內,該結構使箱蓋013與實驗箱01的連接更加牢固穩定,密封性較好。
較佳地是,在實驗箱01的開口和箱蓋013之間設置密封圈,增加該裝置的密封性能,避免外界因素對實驗造成影響。
如圖1和圖2所示,在上述實施例基礎之上,進一步地,第二控制機構08包括第二舵機、第二傳動軸081和第二小齒輪082;箱蓋013上設置有舵機保護殼014,第一舵機和第二舵機均設置在舵機保護殼014內;第二運動鋼板07上設置有第二內齒輪;第二舵機與控制器電連接;第二傳動軸081的一端與第二舵機傳動連接,另一端與第二小齒輪082連接,第二小齒輪082與第二內齒輪嚙合傳動。
其中,控制器控制第二舵機工作,第二舵機中馬達帶動第二傳動軸081轉動,從而帶動第二小齒輪082轉動,從而帶動第二內齒輪轉動,進而帶動第二運動鋼板07運動,最終控制第二運動鋼板07上的第二導流孔09與第二鋼板06上的第二導流孔09連通或者交錯,即水流通道的開啟或者關閉;且可通過控制器控制第二舵機中馬達的轉動量來控制水流通道開啟的大小。該第二控制機構08結構簡單,傳動牢靠,易控制易操作。
較佳地是,第二控制機構08包括四個第二舵機,四個第二傳動軸081和四個第二小齒輪082,一個第二傳動軸081的一端與一個第二舵機連接,另一端與一個第二小齒輪082連接,四個第二小齒輪082均與第二內齒輪嚙合傳動,且四個第二小齒輪082以第二內齒輪的中心為圓心依次間隔90度設置。該結構使傳動更加穩定,進一步保障了本實施例提供的突水潰沙模擬試驗裝置的正常工作。
需要說明的是,當第一控制機構04和第二控制機構08均包括四個傳動軸時,兩個第一傳動軸041之間設置一個第二傳動軸081,該結構保障了第一控制機構04和第二控制機構08相互不影響。
如圖1所示,在上述實施例基礎之上,進一步地,突水潰沙模擬實驗裝置還包括第一保護筒12;第一保護筒12的一端與第一運動鋼板03連接,另一端與第二鋼板06連接;第一傳動軸041和第一小齒輪042均設置在第一保護筒12內;和/或,還包括第二保護筒13,第二保護筒13的一端與第二運動鋼板07連接,另一端與箱蓋013連接;第二傳動軸081和第二小齒輪082均設置在第二保護筒13內。
其中,第一保護筒12與第一運動鋼板03、第一保護筒12與第二鋼板06的連接方式均有多種,例如:螺紋連接;較佳地是,在第一保護筒12的兩端均設置環形凸起,第一運動鋼板03和第二鋼板06上均設置與環形凸起相配合的環形凹槽,該結構加工簡單,易安裝,且密封性好。
第一保護筒12能夠避免水沙進水第一控制機構04內,避免了水沙對傳動軸或者齒輪的腐蝕,保障了第一控制機構04的正常工作。較佳地是,在第一保護筒12與第一運動鋼板03的連接處、第一保護筒12與第二鋼板06的連接處均設置密封圈,進一步提高密封性。
第二保護筒13與第二運動鋼板07、第二保護筒13與箱蓋013的連接方式均有多種,例如:螺紋連接;較佳地是,在第二保護筒13的兩端均設置環形凸起,第二運動鋼板07和箱蓋013上均設置與環形凸起相配合的環形凹槽,該結構加工簡單,易安裝,且密封性好。
第二保護筒13能夠避免水進水第二控制機構08內,避免了水對傳動軸或者齒輪的腐蝕,保障了第二控制機構08的正常工作。較佳地是,在第二保護筒13與第二運動鋼板07的連接處、第二保護筒13與箱蓋013的連接處均設置密封圈,進一步提高密封性。
需要說明的是,當第二鋼板06在實驗箱01內的高度改變后,相應地,第一保護筒12、第一傳動軸041、第二保護筒13和第二傳動軸081的長度均改變,以適應多種模擬條件的要求。
如圖1所示,在上述實施例基礎之上,進一步地,第一調節結構10為四個;四個第一調節結構10沿實驗箱01的周面等間隔的設置在實驗箱01的側壁上;第二調節結構11為四個,一個第二調節結構11與一個第一調節結構10相配合;第一調節結構10包括多個螺紋孔101,螺紋孔101沿著實驗箱01的延伸方向等間隔的設置在實驗箱01的內壁上;第二調節結構11包括鋼板固定塊111;鋼板固定塊111的截面為直角梯形,鋼板固定塊111的側直角面上設置有與螺紋孔101相配合的螺桿1111;鋼板固定塊111的面積較大的底面上設置有凸起1112,第二鋼板06的下表面上設置有與凸起1112相配合的凹槽。
其中,第一調節結構10為四個,第二調節結構11相應地為四個,該結構能使第二鋼板06固定穩定牢固。
安裝第二鋼板06時,先將一個鋼板固定塊111上的螺桿1111擰入一個螺紋孔101內,四個鋼板固定塊111位于同一高度,四個鋼板固定塊111上的凸起1112均向著實驗箱01的開口延伸;將第二鋼板06上的凹槽與鋼板固定塊111上凸起1112卡設固定;當需要調節第二鋼板06的高度時,將第二鋼板06上的凹槽與鋼板固定塊111上的凸起1112分離,然后調整鋼板固定塊111的高度即可。該結構簡單,易加工,易操作,且固定穩定。
如圖1所示,在上述實施例基礎之上,進一步地,實驗箱01的底板14上設置有多個與第一腔室011連通的滲流孔141;每個滲流孔141的下端均連通設置有一個滲流液輸送管142;每個滲流液輸送管142上均設置有一個滲流液流量計143;和/或,每個滲流孔141的上端均設置有一個分離篩144;分離篩144用于分離巖石和水沙。
其中,由于巖樣不同位置的滲流情況不同,因此,較佳地是多個滲流孔141均勻的設置在底板14上,以收集巖樣各個位置的滲流量,使實驗數據更加全面,更加可靠。
在滲流液輸送管142下放置用于收集滲流液,滲流液流量計143方便實驗員獲得滲流液的流量,便于記錄數據。可通過起始加沙量與收集的沙量來計算滯留在巖樣中的沙量,即可得出巖樣的慮沙量,方便、簡單、快捷。
根據具體情況可設置分離篩144也可不設置。設置分離篩144時,較佳的采用網孔密度較大,網孔直徑較小的金屬濾網,可以較好地避免破碎的巖石塊進入滲流液輸送管142中而造成阻塞使最終收集的滲流液量不準確。
如圖1所示,在上述實施例基礎之上,進一步地,實驗箱01上部的側壁上設置有進水口015,進水口015用于連通高壓水流進給裝置;第二導流孔09處設置有水壓傳感器和水流量傳感器;水壓傳感器和水流量傳感器均與控制器通訊連接;突水潰沙模擬實驗裝置還包括顯示屏,顯示屏與控制器電連接,用于顯示壓力和流量。
實驗員可通過顯示屏獲取水流通道處的水流壓力和水流量,實驗員可通過控制外部高壓水流進給裝置來控制進水壓力和進水量,從而實現模擬一定水壓下巖樣的突水潰沙情況,還可實現任意調節水沙混合混的含沙比例,方便人們使用。
如圖1所示,在上述實施例基礎之上,進一步地,突水潰沙模擬實驗裝置還包括加載機15;第一運動鋼板03、第二鋼板06和第二運動鋼板07的中心處均設置有用以穿設加載機15的加載軸151的圓孔,加載軸151遠離加載機15的一端與第一鋼板02抵接,以給第一鋼板02施加壓力;第一鋼板02上設置有壓力傳感器,壓力傳感器與控制器通訊連接。
其中,加載機15的種類有很多,例如:液壓壓力機、氣缸壓力及或者千斤頂等。
顯示屏方便工作人員觀察第一鋼板02上的壓力,從而控制加載機的加載大小。
工作人員可根據具體試驗情況來決定是否對巖樣加壓以及加壓的壓力值,可模擬巖樣在不同壓力下的滲流情況,進一步提高了本實施例提供的突水潰沙模擬試驗裝置的靈活性和實用性,進一步提高了模擬的真實性。
最后應說明的是:以上各實施例僅用以說明本實用新型的技術方案,而非對其限制;盡管參照前述各實施例對本實用新型進行了詳細的說明,本領域的普通技術人員應當理解:其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改,或者對其中部分或者全部技術特征進行等同替換;而這些修改或者替換,并不使相應技術方案的本質脫離本實用新型各實施例技術方案的范圍。