产品与服务

一、装置简介

本装置基于水文地质学、流体力学理论，结合钻孔控制注浆动水快速截流技术需求研发，可模拟煤层底板突水后过水巷道的真实动水环境，用于研究动水快速截流机理、验证浆液最优配比及测试预注浆效果，解决传统试验难以复现高流量、高水压动水场景的问题，为突水灾害治理提供理论支撑与工程参数参考。

二、技术参数

模拟巷道尺寸：宽度5m、高度4m，可复现实际过水巷道空间规模。

动水流量范围：max可达2000m³/h，覆盖中高强度突水流量区间。

突水水源水压：zui高5MPa，满足深井高水压突水场景模拟需求。

浆液配比控制：支持水灰比（W∶C）1、水玻璃浓度30°Bé、水泥单液浆与水玻璃体积比（C∶S）100∶30/100∶50的精准配比注入。

环境变量调节：可设置不同矿井淹没水位、突水水源水位，模拟多样动水治理条件。

三、结构组成

1.模拟巷道系统：采用高强度耐压材料搭建，还原巷道顶板、底板及侧壁结构，预留钻孔注浆接口，确保密封性与承压能力。

2.动水供给系统：包含高压水泵、流量控制器、水位调节罐，可稳定输出设定流量与水压的模拟突水水源。

3.注浆控制系统：由双液浆混合罐、注浆泵、配比调节阀组成，能按预设参数精准输送袋内充填注浆（C∶S=100∶30）与袋外控制注浆（C∶S=100∶50）浆液。

4.保浆袋囊装置：定制化柔性袋囊组件，通过钻孔固定于巷道内，用于控制浆液运移扩散，配套接顶监测传感器。

5.数据监测系统：包含流量传感器、压力传感器、位移传感器及数据采集终端，实时采集截流过程中流量、水压、阻水体强度等数据。

6.CFD-DEM耦合模拟模块：与物理装置联动，通过数值模拟辅助揭示截流机理，对比验证物理试验结果。

四、操作步骤

1.试验准备

检查模拟巷道密封性、各系统连接状态，确保无泄漏；

根据试验需求，在动水供给系统中设定矿井淹没水位、突水水源水位及目标流量（≤2000m³/h）、水压（≤5MPa）；

按试验方案配置浆液，调试注浆控制系统至参数稳定。

2.场景搭建

启动动水供给系统，待水流稳定达到设定流量与水压，形成模拟动水环境；

通过预设钻孔安装保浆袋囊，确保袋囊位置与巷道结构贴合，无明显缝隙。

3.截流试验

启动注浆控制系统，先注入C∶S=100∶30的浆液进行袋内充填，待袋囊膨胀接顶后，切换为C∶S=100∶50的浆液进行袋外控制注浆；

开启数据监测系统，实时采集流量、水压、浆液扩散范围及阻水体强度数据，同步记录截流过程中巷道内空气排出、骨料铺底等现象。

4.效果验证与数据处理

待阻水体形成且参数稳定后，停止注浆与动水供给，通过监测数据评估截流效果；

若需验证预注浆效果，可基于试验数据代入定量评价模型，分析模型可行性；

整理试验数据，生成报告，对比物理试验与CFD-DEM数值模拟结果，完善截流机理研究。

5.试验收尾

清理模拟巷道内残留浆液与积水，检查装置部件损耗情况，做好维护与收纳，为下次试验做准备。