模拟矿井水回注的试验装置以及试验方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种模拟矿井水回注的试验装置及一种模拟矿井水回注的试验方法。本发明专利技术提供的模拟矿井水回注的试验装置包括：回注箱，回注箱的内部设置有多个隔层，多个隔层包括依次设置的盖层、储存层和底层，其中，底层设置在回注箱的底面的上方；回注井，回注井的第一端贯穿回注箱的顶面和盖层，延伸至储存层内，回注井的第二端延伸至回注箱的外部；抽水组件，与回注井的第二端连接。本发明专利技术提供的模拟矿井水回注的试验装置，通过将实际回注地层等比例缩放，并检测试验装置回注时的回注压力和回注量，进而确定出实际回注矿区的回注压力和回注量，为实际的矿井水回注工程提供了数据支撑，同时能够对矿井水的回注量进行预测分析，避免了盲目打钻。

【技术实现步骤摘要】
模拟矿井水回注的试验装置以及试验方法
本专利技术涉及矿井水处理
，尤其涉及一种模拟矿井水回注的试验装置及一种模拟矿井水回注的试验方法。
技术介绍
目前在矿井水向深部地层回注工程中，为了了解矿区周围地层的可注性及储层的大概范围，需设置一个或多个试验孔进行回注试验，一般深部地层需打钻上千米以上，一口实验井需耗费几十万元，耗资巨大，同时打钻还可能造成地下水及环境污染，基于此，如能实现对矿井水回注进行模拟试验，避免出现选址错误而造成的无效钻井，将会节省大量的资金投入。
技术实现思路
本专利技术提供一种模拟矿井水回注的试验装置以及模拟矿井水回注的试验方法，用以解决现有技术中矿井水回注时盲目打钻而造成生产成本高的缺陷。本专利技术提供一种模拟矿井水回注的试验装置，包括：回注箱，所述回注箱的内部设置有多个隔层，多个所述隔层包括依次设置的盖层、储存层和底层，其中，所述底层设置在所述回注箱的底面的上方；回注井，所述回注井的第一端贯穿所述回注箱的顶面和所述盖层，延伸至所述储存层内，所述回注井的第二端延伸至所述回注箱的外部；抽水组件，与所述回注井的第二端连接。根据本专利技术提供的一种模拟矿井水回注的试验装置，所述回注箱的内部设置有多个支撑件，每个所述支撑件分别用于设置所述盖层、所述储存层和所述底层。根据本专利技术提供的一种模拟矿井水回注的试验装置，所述回注箱的侧面形成有多个开口，多个所述开口分别与多个所述支撑件对应设置，以将所述支撑件以及所述支撑件上所设置的所述盖层、所述储存层、所述底层中的任一者抽拉出所述回注箱之外。根据本专利技术提供的一种模拟矿井水回注的试验装置，所述回注箱的顶面与所述回注箱可拆卸连接，以将所述盖层、所述储存层或所述底层进行更换。根据本专利技术提供的一种模拟矿井水回注的试验装置，所述抽水组件包括：水槽；抽水管，所述抽水管的一端与所述回注井的第二端连接，所述抽水管的另一端与所述水槽连接；抽水泵，与所述抽水管连接。本专利技术还提供一种利用如上所述的模拟矿井水回注的试验装置进行试验的方法，包括：根据地层信息等比例设置试验装置，其中，所述试验装置包括所述回注箱、所述回注井和所述抽水组件；通过所述抽水组件向所述回注箱内回注水，并预测回注压力和回注量。根据本专利技术提供的一种模拟矿井水回注的试验方法，所述根据地层信息等比例设置试验装置的步骤进一步包括：获取所述地层信息，其中，所述地层信息包括：所述盖层、所述储存层和所述底层的岩性、孔隙度、渗透系数以及贮水系数。根据本专利技术提供的一种模拟矿井水回注的试验方法，所述根据地层信息等比例设置试验装置的步骤还包括：选择缩放比例，其中，所述缩放比例为十分之一至百分之一。根据本专利技术提供的一种模拟矿井水回注的试验方法，所述通过所述抽水组件向所述回注箱内回注水，并预测回注压力和回注量的步骤进一步包括：记录不同回注速度下相应的回注时间，确定线性方程式，根据所述线性方程式计算回注压力。本专利技术提供的模拟矿井水回注的试验装置，通过将地层概化成一个回注箱，回注箱内根据实际回注矿区的地层岩性等比例缩放制造盖层、储存层和底层，同时等比例缩放设置回注井，以检测试验装置回注时的回注压力和回注量，进而确定出实际回注矿区的回注压力和回注量，为实际的矿井水回注工程提供了数据支撑，同时能够对矿井水的回注量进行预测分析，避免了选址错误造成的盲目打钻导致生产成本高的问题，降低了经济成本。附图说明为了更清楚地说明本专利技术或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术提供的模拟矿井水回注的试验装置的结构示意图；图2是本专利技术提供的模拟矿井水回注的试验方法的流程图；附图标记：10：回注箱；11：盖层；12：储存层；13：底层；20：回注井。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术中的附图，对本专利技术中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。下面结合图1和图2描述本专利技术的模拟矿井水回注的试验装置以及模拟矿井水回注的试验方法。如图1所示，本专利技术实施例提供了一种模拟矿井水回注的试验装置，包括：回注箱10、回注井20和抽水组件。回注箱10的内部设置有多个隔层，多个隔层包括依次设置的盖层11、储存层12和底层13，其中，底层13设置在回注箱10的底面的上方，盖层11位于回注箱10顶面的下方。回注井20的第一端贯穿回注箱10的顶面和盖层11，延伸至储存层12，回注井20的第二端延伸至回注箱10的外部，并与抽水组件连接，以通过抽水组件将水回注至储存层12。具体来说，本专利技术实施例提供的模拟矿井水回注的试验装置将整个回注地层概化成一个回注箱10，回注箱10内模拟地层结构设置盖层11、储存层12和底层13，其中，盖层11通常为泥岩、粉砂岩等隔水岩层，储存层12为砂岩，底层13也为泥岩或者砂岩。进一步地，在实际试验过程中，可根据实际回注矿区的地层岩性，获取不同层位的渗透系数、有效孔隙、贮水系数等相关参数，以模拟实际的各岩层，进一步地，渗透系数、有效孔隙以及贮水系数等具体参数数值可根据当地的经验值进行选定。进一步地，盖层11、储存层12以及底层13的厚度以及各层之间的距离均按照实际回注矿区的地层特性进行等比例缩小，回注井20的高度按照回注层的深度等比例缩小，以模拟实际施工过程，使试验装置测试出的回注压力和回注量贴近实际矿井水回注时的数据。在试验过程中，抽水组件向回注井20内注入水，观测抽水组件能够将水注入回注箱10内的最小压力，以及在不同的回注速度下的回注压力，根据不同的回注速度，以及在每个回注速度下的回注时间，确定线性方程式，预测试验装置的回注压力和回注量，该回注压力和回注量即为实际的矿井水回注时的回注压力和回注量。进一步地，在本专利技术的一个实施例中，抽水组件可以包括抽水管和抽水泵，以将水注入储存层，可通过改变抽水泵的泵压的大小确定回注所需的最小压力值。进一步地，在本专利技术的一个实施例中，等比例缩放通常取缩小至原来的十分之一至百分之一的范围。如实际的回注层深度为3000m，可在试验装置中将回注井20设置为30m，以便于测试。本专利技术实施例提供的模拟矿井水回注的试验装置，通过将地层概化成一个回注箱，回注箱内根据实际回注矿区的地层岩性等比例缩放制造盖层、储存层和底层，同时等比例缩放设置回注井，以检测试验装置回注时的回注压力和回注量，进而确定出实际回注矿区的回注压力和回注量，为实际的矿井水回注工程提供了数据支撑，同时能够对矿井水的回注量进行预测分析，避免了选址错误造成的盲目打钻导致生产成本高的问题，降低了经济本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种模拟矿井水回注的试验装置，其特征在于，包括：/n回注箱，所述回注箱的内部设置有多个隔层，多个所述隔层包括依次设置的盖层、储存层和底层，其中，所述底层设置在所述回注箱的底面的上方；/n回注井，所述回注井的第一端贯穿所述回注箱的顶面和所述盖层，延伸至所述储存层内，所述回注井的第二端延伸至所述回注箱的外部；/n抽水组件，与所述回注井的第二端连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种模拟矿井水回注的试验装置，其特征在于，包括：
回注箱，所述回注箱的内部设置有多个隔层，多个所述隔层包括依次设置的盖层、储存层和底层，其中，所述底层设置在所述回注箱的底面的上方；
回注井，所述回注井的第一端贯穿所述回注箱的顶面和所述盖层，延伸至所述储存层内，所述回注井的第二端延伸至所述回注箱的外部；
抽水组件，与所述回注井的第二端连接。


2.根据权利要求1所述的模拟矿井水回注的试验装置，其特征在于，所述回注箱的内部设置有多个支撑件，每个所述支撑件分别用于设置所述盖层、所述储存层和所述底层。


3.根据权利要求2所述的模拟矿井水回注的试验装置，其特征在于，所述回注箱的侧面形成有多个开口，多个所述开口分别与多个所述支撑件对应设置，以将所述支撑件以及所述支撑件上所设置的所述盖层、所述储存层、所述底层中的任一者抽拉出所述回注箱之外。


4.根据权利要求2所述的模拟矿井水回注的试验装置，其特征在于，所述回注箱的顶面与所述回注箱可拆卸连接，以将所述盖层、所述储存层或所述底层进行更换。


5.根据权利要求1所述的模拟矿井水回注的试验装置，其特征在于，所述抽水组件包括：
水...

【专利技术属性】
技术研发人员：王丹丹，方惠明，李媛，吴铁卫，杜松，徐翰，
申请(专利权)人：中国煤炭地质总局勘查研究总院，
类型：发明
国别省市：北京;11