CN111089830A - 一种采空区水岩耦合模拟试验装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种采空区水岩耦合模拟试验装置，涉及淋滤试验技术领域。采空区水岩耦合模拟试验装置包括第一箱体和试验组件。试验组件包括导管、反应器和收集器。反应器位于第一箱体内，导管被配置为将水导入反应器，收集器被用于收集在反应器反应后的淋滤液。第一箱体内设置有第一压强调节装置，第一压强调节装置能够调节第一箱体内的气压。该采空区水岩耦合模拟试验装置能够调节试验环境的气压，便于模拟废弃矿井的环境。

Description

一种采空区水岩耦合模拟试验装置

技术领域

本申请涉及淋滤试验技术领域，具体而言，涉及一种采空区水岩耦合模拟试验装置。

背景技术

为模拟废弃矿井采空区或巷道中固体废弃物与水相互作用，通常会采用淋滤试验装置来进行淋滤试验。相关技术中的淋滤试验装置难以模拟废弃矿井的环境。

发明内容

本申请实施例的目的在于提供一种采空区水岩耦合模拟试验装置，其旨在改善相关技术中的淋滤试验装置难以模拟废弃矿井的环境的问题。

本申请实施例提供了一种采空区水岩耦合模拟试验装置，该采空区水岩耦合模拟试验装置包括第一箱体和试验组件。试验组件包括导管、反应器和收集器。反应器位于第一箱体内，导管被配置为将水导入反应器，收集器被用于收集在反应器反应后的淋滤液。第一箱体内设置有第一压强调节装置，第一压强调节装置能够调节第一箱体内的气压。

通过将试验组件设置在第一箱体内，调节第一箱体内的环境，以改变试验环境，便于模拟废弃矿井的环境。设置导管将水导入反应器反应后，通过收集器收集，较为方便。通过设置第一压强调节装置，便于调节第一箱体内的气压，进而调节试验环境的气压，便于模拟废弃矿井的气压条件。

作为本申请实施例的一种可选技术方案，采空区水岩耦合模拟试验装置还包括第二箱体。导管部分容纳于第二箱体。第二箱体内设置有第二压强调节装置，第二压强调节装置能够调节第二箱体内的压强，以便于将第二箱体内的水通过导管导入反应器。通过设置第二箱体，将水通过导管从第二箱体导入反应器，便于控制实验时的其他变量。通过设置第二压强调节装置，便于将第二箱体内的水压入反应器。例如，当调节第一压强调节装置，使得反应器内的压强大于大气压时，调节第二压强调节装置使得第二箱体内的压强大于反应器的压强，便于导管将水导入反应器。

作为本申请实施例的一种可选技术方案，第一箱体包括第一容纳腔和第二容纳腔。第一容纳腔和第二容纳腔相互独立。反应器容纳于第一容纳腔内。第一压强调节装置包括第一装置本体和第一输出端，第一装置本体与第一输出端连接。第一装置本体容纳于第二容纳腔，第一输出端容纳于第一容纳腔。通过设置第一容纳腔和第二容纳腔，并使第一容纳腔和第二容纳腔相互独立，将第一装置本体设置在第二容纳腔内，第一输出端设置在第一容纳腔内，便于调节第一容纳腔内的气压，便于模拟废弃矿井的环境。

作为本申请实施例的一种可选技术方案，第二箱体包括相互独立的第三容纳腔和第四容纳腔。第三容纳腔被用于装水，导管部分容纳于第三容纳腔。第二压强调节装置包括第二装置本体和第二输出端，第二装置本体与第二输出端连接。第二装置本体容纳于第四容纳腔，第二输出端容纳于第三容纳腔。通过在第二箱体内设置相互独立的第三容纳腔和第四容纳腔，并将第三容纳腔用于装水，第四容纳腔用于安装第二装置本体，便于通过第二压强调节装置调节第三容纳腔内的气压，便于将水通过导管压入反应器。

作为本申请实施例的一种可选技术方案，第一压强调节装置为压力泵。压力泵升降压平稳，调节范围大，有利于调节实验中的压强，便于模拟废弃矿井的环境。

作为本申请实施例的一种可选技术方案，试验组件还包括流量控制阀，流量控制阀与导管连接。通过设置流量控制阀，控制流入反应器的水的流速，模拟废弃矿井的水流流速情况。

作为本申请实施例的一种可选技术方案，第二箱体包括第五容纳腔，第五容纳腔与第三容纳腔和第四容纳腔相互独立。导管自第三容纳腔经过第五容纳腔进入第二箱体，流量控制阀容纳于第五容纳腔内。将流量控制阀设置在第五容纳腔内，避免流量控制阀浸泡在水中，延长流量控制阀的寿命。

作为本申请实施例的一种可选技术方案，第一箱体内设置有第一温度调节装置，第一温度调节装置能够调节第一箱体内的温度。通过设置第一温度调节装置，调节第一箱体内的温度，模拟废弃矿井的温度条件。

作为本申请实施例的一种可选技术方案，第二箱体内设置有第二温度调节装置，第二温度调节装置能够调节第二箱体内的温度。通过设置第二温度调节装置，调节第二箱体内的温度，调节水温，改变流入反应器内水的温度。

作为本申请实施例的一种可选技术方案，试验组件设置有多组。通过将试验组件设置有多组，便于批量进行试验，提高试验结果的准确性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本申请实施例提供的采空区水岩耦合模拟试验装置(箱门打开)的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的采空区水岩耦合模拟试验装置(箱门关闭)的结构示意图；

图3为本申请实施例提供的试验组件的结构示意图。

图标：10-采空区水岩耦合模拟试验装置；100-第一箱体；110-第一容纳腔；120-第二容纳腔；130-第一压强调节装置；140-箱门；150-第一温度控制屏；160-第一压强控制屏；170-第一隔板；180-第二隔板；200-第二箱体；210-第四容纳腔；220-第二压强调节装置；230-第五容纳腔；240-箱盖；250-第二温度控制屏；260-第二压强控制屏；300-试验组件；310-导管；320-反应器；330-收集器；340-流量控制阀。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本申请实施例的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本申请实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

为模拟废弃矿井采空区或巷道中固体废弃物与水相互作用，通常会采用淋滤试验装置来进行淋滤试验。相关技术中的淋滤试验装置难以模拟废弃矿井的环境。针对上述情况，申请人在经过大量的理论研究和实际操作的基础上，提出了一种采空区水岩耦合模拟试验装置。该采空区水岩耦合模拟试验装置能够调节试验环境的气压，便于模拟废弃矿井的环境。

实施例

请参照图1，配合参照图2，本实施例提供了一种采空区水岩耦合模拟试验装置10，该采空区水岩耦合模拟试验装置10包括第一箱体100和试验组件300。试验组件300包括导管310、反应器320和收集器330。反应器320位于第一箱体100内，导管310被配置为将水导入反应器320，收集器330被用于收集在反应器320反应后的淋滤液。第一箱体100内设置有第一压强调节装置130，第一压强调节装置130能够调节第一箱体100内的气压。

通过将试验组件300设置在第一箱体100内，调节第一箱体100内的环境，以改变试验环境，便于模拟废弃矿井的环境。设置导管310将水导入反应器320反应后，通过收集器330收集，较为方便。通过设置第一压强调节装置130，便于调节第一箱体100内的气压，进而调节试验环境的气压，便于模拟废弃矿井的气压条件。

请参照图1，在本实施例中，采空区水岩耦合模拟试验装置10还包括第二箱体200。导管310部分容纳于第二箱体200。第二箱体200内设置有第二压强调节装置220，第二压强调节装置220能够调节第二箱体200内的压强，以便于将第二箱体200内的水通过导管310导入反应器320。通过设置第二箱体200，将水通过导管310从第二箱体200导入反应器320，便于控制实验时的其他变量。通过设置第二压强调节装置220，便于将第二箱体200内的水压入反应器320。例如，当调节第一压强调节装置130，使得反应器320内的压强大于大气压时，调节第二压强调节装置220使得第二箱体200内的压强大于反应器320的压强，便于导管310将水导入反应器320。

在本实施例中，第一箱体100包括第一容纳腔110和第二容纳腔120。第一容纳腔110和第二容纳腔120相互独立。反应器320容纳于第一容纳腔110内。第一压强调节装置130包括第一装置本体和第一输出端，第一装置本体与第一输出端连接。第一装置本体容纳于第二容纳腔120，第一输出端容纳于第一容纳腔110。通过设置第一容纳腔110和第二容纳腔120，并使第一容纳腔110和第二容纳腔120相互独立，将第一装置本体设置在第二容纳腔120内，第一输出端设置在第一容纳腔110内，便于调节第一容纳腔110内的气压，便于模拟废弃矿井的环境。

请参照图1，配合参照图2，在第一容纳腔110内设置有第一隔板170和第二隔板180。第一隔板170和第二隔板180相对设置，第一隔板170和第二隔板180之间具有间隔。在本实施例中，第一隔板170上间隔地开设有多个用于穿过反应器320的通孔。反应器320的外表面设置有挡板，将反应器320的上端与导管310连通，反应器320的下端穿过通孔，挡板抵持第一隔板170。这样，第一隔板170就固定了反应器320。第二隔板180上开设有用于容纳收集器330的凹槽。在本实施例中，收集器330为圆桶状结构，收集器330的下端容纳于凹槽中，收集器330的上端与反应器320的下端位置相对应，以收集在反应器320内反应后的淋滤液。

请参照图1，在本实施例中，第二箱体200包括相互独立的第三容纳腔和第四容纳腔210。第三容纳腔被用于装水，导管310部分容纳于第三容纳腔。第二压强调节装置220包括第二装置本体和第二输出端，第二装置本体与第二输出端连接。第二装置本体容纳于第四容纳腔210，第二输出端容纳于第三容纳腔。通过在第二箱体200内设置相互独立的第三容纳腔和第四容纳腔210，并将第三容纳腔用于装水，第四容纳腔210用于安装第二装置本体，便于通过第二压强调节装置220调节第三容纳腔内的气压，便于将水通过导管310压入反应器320。

在本实施例中，将第二箱体200设置在第一箱体100的上方，水受到重力作用会自然流入反应器320中，省去了设置水泵，节约了成本。在试验过程中，由于需要模拟废弃矿井的环境，有时需要调节第一压强调节装置130，增大反应器320内的压强，但随着反应器320内的压强增大，水流自动流入反应器320将变得困难，此时，需要调节第二压强调节装置220，对第三容纳腔进行增压，以便于将水导入反应器320进行试验。

在本实施例中，第一压强调节装置130和第二压强调节装置220均为压力泵。压力泵升降压平稳，调节范围大，有利于调节实验中的压强，便于模拟废弃矿井的环境。

请参照图1，配合参照图3，第二箱体200的上表面设置有箱盖240，箱盖240用于打开或者关闭第二箱体200上的加水口。加水口与第三容纳腔连通。当箱盖240打开时，可以从加水口向第三容纳腔内加水。当箱盖240关闭时，可以通过第二压强调节装置220调节第三容纳腔内的压强。

请参照图1，配合参照图2，在本实施例中，试验组件300还包括流量控制阀340，流量控制阀340与导管310连接。通过设置流量控制阀340，控制流入反应器320的水的流速，模拟废弃矿井的水流流速情况。

在本实施例中，请再次参照图1，第二箱体200包括第五容纳腔230，第五容纳腔230与第三容纳腔和第四容纳腔210相互独立。导管310自第三容纳腔经过第五容纳腔230进入第二箱体200，流量控制阀340容纳于第五容纳腔230内。将流量控制阀340设置在第五容纳腔230内，避免流量控制阀340浸泡在水中，延长流量控制阀340的寿命。第二箱体200包括第五容纳腔230，第五容纳腔230与第三容纳腔和第四容纳腔210相互独立。导管310自第三容纳腔经过第五容纳腔230进入第二箱体200，流量控制阀340容纳于第五容纳腔230内。将流量控制阀340设置在第五容纳腔230内，避免流量控制阀340浸泡在水中，延长流量控制阀340的寿命。

在本实施例中，导管310的上端设置于第三容纳腔，导管310的下端竖直向下连通反应器320，使得第三容纳腔内的水能够进入导管310内，并在重力的作用下流入反应器320内进行淋滤试验。第三容纳腔设置在第五容纳腔230的上方，导管310自第三容纳腔起，竖直向下经过第五容纳腔230，进入第一容纳腔110内。流量控制阀340连接在导管310位于第五容纳腔230内的部分，用于控制水流的流速。将流量控制阀340设置在第五容纳腔230这个干燥的环境中，避免流量控制阀340浸泡在水中，有利于延长流量控制阀340的寿命。

在本实施例中，第一箱体100内设置有第一温度调节装置，第一温度调节装置能够调节第一箱体100内的温度。通过设置第一温度调节装置，调节第一箱体100内的温度，模拟废弃矿井的温度条件。在本实施例中，请参照图3，第一箱体100内还设置有第一控制器、第一温度控制屏150和第一压强控制屏160，第一温度调节装置与第一控制器电连接，第一控制器与第一温度控制屏150电连接。使用时，使用者通过第一温度控制屏150来下达指令，第一控制器收到指令后，控制第一温度调节装置调节第一容纳腔110内的温度。第一压强调节装置130与第一控制器电连接，第一压强控制屏160与第一控制器电连接。使用时，使用者通过第一压强控制屏160下达指令，第一控制器收到指令后，控制第一压强调节装置130调节第一容纳腔110内的压强。

在本实施例中，第二箱体200内设置有第二温度调节装置，第二温度调节装置能够调节第二箱体200内的温度。通过设置第二温度调节装置，调节第二箱体200内的温度，调节水温，改变流入反应器320内水的温度。在本实施例中，请参照图3，第二箱体200内还设置有第二控制器、第二温度控制屏250和第二压强控制屏260，第二温度调节装置与第二控制器电连接，第二控制器与第二温度控制屏250电连接。使用时，使用者通过第二温度控制屏250来下达指令，第二控制器收到指令后，控制第二温度调节装置调节第二容纳腔120内的温度。第二压强调节装置220与第二控制器电连接，第二压强控制屏260与第二控制器电连接。使用时，使用者通过第二压强控制屏260下达指令，第二控制器收到指令后，控制第二压强调节装置220调节第二容纳腔120内的压强。在本实施例中，第一温度调节装置和第二温度调节装置均为加热管。

请参照图3，在本实施例中，第一箱体100上还设置有箱门140，箱门140用于遮蔽第一容纳腔110，当箱门140打开时，便于更换收集器330和反应器320。当箱门140关闭时，便于调节第一容纳腔110内的压强。

需要说明的是，在本实施例中，试验组件300设置有多组。通过将试验组件300设置有多组，便于批量进行试验，提高试验结果的准确性。

本实施例提供了一种采空区水岩耦合模拟试验装置10，该采空区水岩耦合模拟试验装置10包括第一箱体100和试验组件300。试验组件300包括导管310、反应器320和收集器330。反应器320位于第一箱体100内，导管310被配置为将水导入反应器320，收集器330被用于收集在反应器320反应后的淋滤液。第一箱体100内设置有第一压强调节装置130，第一压强调节装置130能够调节第一箱体100内的气压。通过将试验组件300设置在第一箱体100内，调节第一箱体100内的环境，以改变试验环境，便于模拟废弃矿井的环境。设置导管310将水导入反应器320反应后，通过收集器330收集，较为方便。通过设置第一压强调节装置130，便于调节第一箱体100内的气压，进而调节试验环境的气压，便于模拟废弃矿井的气压条件。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种采空区水岩耦合模拟试验装置，其特征在于，所述采空区水岩耦合模拟试验装置包括第一箱体和试验组件，所述试验组件包括导管、反应器和收集器，所述反应器位于所述第一箱体内，所述导管被配置为将水导入所述反应器，所述收集器被用于收集在所述反应器反应后的淋滤液，所述第一箱体内设置有第一压强调节装置，所述第一压强调节装置能够调节所述第一箱体内的气压。

2.根据权利要求1所述采空区水岩耦合模拟试验装置，其特征在于，所述采空区水岩耦合模拟试验装置还包括第二箱体，所述导管部分容纳于所述第二箱体，所述第二箱体内设置有第二压强调节装置，所述第二压强调节装置能够调节所述第二箱体内的压强，以便于将所述第二箱体内的水通过所述导管导入所述反应器。

3.根据权利要求2所述采空区水岩耦合模拟试验装置，其特征在于，所述第一箱体包括第一容纳腔和第二容纳腔，所述第一容纳腔和所述第二容纳腔相互独立，所述反应器容纳于所述第一容纳腔内，所述第一压强调节装置包括第一装置本体和第一输出端，所述第一装置本体与所述第一输出端连接，所述第一装置本体容纳于所述第二容纳腔，所述第一输出端容纳于所述第一容纳腔。

4.根据权利要求2所述采空区水岩耦合模拟试验装置，其特征在于，所述第二箱体包括相互独立的第三容纳腔和第四容纳腔，所述第三容纳腔被用于装水，所述导管部分容纳于所述第三容纳腔，所述第二压强调节装置包括第二装置本体和第二输出端，所述第二装置本体与所述第二输出端连接，所述第二装置本体容纳于所述第四容纳腔，所述第二输出端容纳于所述第三容纳腔。

5.根据权利要求3所述采空区水岩耦合模拟试验装置，其特征在于，所述第一压强调节装置为压力泵。

6.根据权利要求4所述采空区水岩耦合模拟试验装置，其特征在于，所述试验组件还包括流量控制阀，所述流量控制阀与所述导管连接。

7.根据权利要求6所述采空区水岩耦合模拟试验装置，其特征在于，所述第二箱体包括第五容纳腔，所述第五容纳腔与所述第三容纳腔和所述第四容纳腔相互独立，所述导管自所述第三容纳腔经过所述第五容纳腔进入所述第二箱体，所述流量控制阀容纳于所述第五容纳腔内。

8.根据权利要求2所述采空区水岩耦合模拟试验装置，其特征在于，所述第一箱体内设置有第一温度调节装置，所述第一温度调节装置能够调节所述第一箱体内的温度。

9.根据权利要求8所述采空区水岩耦合模拟试验装置，其特征在于，所述第二箱体内设置有第二温度调节装置，所述第二温度调节装置能够调节所述第二箱体内的温度。

10.根据权利要求1所述采空区水岩耦合模拟试验装置，其特征在于，所述试验组件设置有多组。

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