【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及煤矿，具体地，涉及一种浆液扩散试验方法及试验装置。
技术介绍
1、煤矿采空区是指在煤矿作业过程中，将地下煤炭或煤矸石等开采完成后留下的空洞或空腔，注浆充填是煤矿采空区治理的常用手段，浆液在采空区扩散充填裂隙，浆液在采空区的扩散规律受到采空区的不同形态、注浆材料、浆液配比、注浆工艺等多个因素影响，相关技术中多通过在箱体内堆积岩石，并向箱体内注入浆液的方式观察浆液的扩散形态，但是箱体内堆积的岩石与实际采空区的差别较大，导致根据试验计算出的注浆量的偏差较大。
技术实现思路
1、本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本专利技术的实施例提出了一种浆液扩散试验方法，可以根据堆积岩石的不同空隙率计算出注浆量，提高试验方法的准确性。
2、本专利技术实施例还提出了一种浆液扩散试验装置。
3、本专利技术实施例的浆液扩散试验方法，包括：
4、将采空区垮落带随机选取的多个干燥岩石放入箱体内模拟垮落带松散堆积体，根据所述堆积体的重量m1和体积v1得到堆积密度ρ1；
5、根据预先获取的岩石的表观密度ρ0计算可注空隙率n1，n1＝(1-ρ1/ρ0)×100％；
6、向箱体内注入水浸泡堆积体至预设时间，并记录吸水后的堆积体的重量m2；
7、再次向箱体内注入水直至与堆积体的上端面平齐时，停止注水，记录堆积体和水的重量为m3，得到箱体内岩石之间的空隙体积为v2＝m3-m2，并获取可注空隙率n2，n2＝v2
8、将n2与n1进行比较，若n2在n1的预设误差范围内时，则向箱体内注浆；
9、注浆结束后获取浆液的注浆量q0，计算注浆充填率n＝q0/v2；
10、获取注浆量q＝n×a×v，其中，a为垮落带空隙率，由实地勘查获取，v为垮落采空区体积，由实地勘查获取。
11、本专利技术的实施例的浆液扩散试验方法，可以根据堆积岩石的不同空隙率计算出注浆量，提高试验方法的准确性。
12、在一些实施例中，在将n2与n1进行比较时，设定预设误差为5％，则，
13、若|n2-n1|≤5％×n1时，则判定n2在n1的误差范围内，并向箱体内注浆；
14、若|n2-n1|＞5％×n1时，则重新选取多个干燥岩石放入箱体内，重新开始试验。
15、在一些实施例中，当计算出的可注空隙率n1与需要模拟的采空区的空隙率n0差别较大时，对岩石块度进行调整：
16、若n1＞n0时，则将至少一个岩石更换为小于当前岩石的岩石块度的岩石；
17、若n1＜n0时，则将至少一个岩石更换为大于当前岩石的岩石块度的岩石。
18、在一些实施例中，利用注浆管向箱体内分别注入水或浆液，和/或，
19、利用箱体内呈矩阵分布的多个传感器对浆液的扩散位置进行检测，获取浆液实时扩散距离。
20、在一些实施例中，利用注浆泵以设定的注浆压力和注浆流量通过注浆管向箱体内注入浆液，直至注浆压力与预设压力相同时，或浆液充填至预设高度时，注浆结束。
21、在一些实施例中，注浆完成后，打开箱体底部的阀门排出浆液后，利用注浆管向箱体内注入水进行清洗。
22、在一些实施例中，利用温控组件对箱体内的温度进行调整，和/或，利用压力组件对箱体内的压力进行调整。
23、本专利技术实施例的浆液扩散试验装置，包括：
24、箱体，所述箱体具有腔室，以便在所述箱体内放置岩石形成堆积体；
25、多个传感器，所述传感器与所述箱体可拆卸地相连，多个所述传感器呈矩阵分布在所述腔室内，所述传感器适于与控制器相连，以便将所述传感器实时检测到的浆液的扩散位置传输至控制器，获取浆液实时扩散距离；
26、注浆组件，所述注浆组件包括至少一个注浆管，所述注浆管的一端至少部分伸入所述腔室内，所述注浆管的另一端适于与注浆源或水源相连；
27、重量传感器，所述重量传感器用于测量所述堆积体的重量，以通过所述堆积体的重量和所述堆积体的体积计算所述堆积体的密度，并在不同阶段对箱体内的堆积体以及堆积体和水的重量进行测量。
28、本专利技术的实施例的浆液扩散试验装置，可以提高浆液扩散的试验准确性。
29、在一些实施例中，所述浆液扩散试验装置还包括温控组件，所述温控组件设在所述腔室内，所述温控组件用于调整所述箱体内的温度；和/或，
30、浆液扩散试验装置还包括压力组件，所述压力组件用于调整所述箱体内的压力。
31、在一些实施例中，浆液扩散试验装置还包括支撑组件，所述支撑组件与所述箱体相连，所述支撑组件用于调整所述箱体与水平线之间的夹角以模拟不同倾角的采空区工况；和/或，
32、所述箱体上还设置有阀门，所述箱体连通所述腔室与外界，以便将腔室内的水或浆液排出。
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1.一种浆液扩散试验方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的浆液扩散试验方法，其特征在于，在将n2与n1进行比较时，设定预设误差为5％，则，
3.根据权利要求1所述的浆液扩散试验方法，其特征在于，当计算出的可注空隙率n1与需要模拟的采空区的空隙率n0差别较大时，对岩石块度进行调整：
4.根据权利要求1-3中任一项所述的浆液扩散试验方法，其特征在于，利用注浆管向箱体内分别注入水或浆液，和/或，
5.根据权利要求4所述的浆液扩散试验方法，其特征在于，利用注浆泵以设定的注浆压力和注浆流量通过注浆管向箱体内注入浆液，直至注浆压力与预设压力相同时，或浆液充填至预设高度时，注浆结束。
6.根据权利要求4所述的浆液扩散试验方法，其特征在于，注浆完成后，打开箱体底部的阀门排出浆液后，利用注浆管向箱体内注入水进行清洗。
7.根据权利要求1所述的浆液扩散试验方法，其特征在于，利用温控组件对箱体内的温度进行调整，和/或，利用压力组件对箱体内的压力进行调整。
8.一种浆液扩散试验装置，其特征在于，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种浆液扩散试验方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的浆液扩散试验方法，其特征在于，在将n2与n1进行比较时，设定预设误差为5％，则，
3.根据权利要求1所述的浆液扩散试验方法，其特征在于，当计算出的可注空隙率n1与需要模拟的采空区的空隙率n0差别较大时，对岩石块度进行调整：
4.根据权利要求1-3中任一项所述的浆液扩散试验方法，其特征在于，利用注浆管向箱体内分别注入水或浆液，和/或，
5.根据权利要求4所述的浆液扩散试验方法，其特征在于，利用注浆泵以设定的注浆压力和注浆流量通过注浆管向箱体内注入浆液，直至注浆压力与预设压力相同时，或浆液充填至预设高度时，注浆结束。
6.根据权利要求4所...
【专利技术属性】
技术研发人员：曹祖宝，李鑫杰，赵文，张博超，樊珂奇，王刚，
申请(专利权)人：中煤科工生态环境科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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