一、裝置簡介

本裝置基于水文地質學、流體力學理論，結合鉆孔控制注漿動水快速截流技術需求研發，可模擬煤層底板突水后過水巷道的真實動水環境，用于研究動水快速截流機理、驗證漿液優配比及測試預注漿效果，解決傳統試驗難以復現高流量、高水壓動水場景的問題，為突水災害治理提供理論支撐與工程參數參考。

二、技術參數

模擬巷道尺寸：寬度5m、高度4m，可復現實際過水巷道空間規模。

動水流量范圍：max可達2000m³/h，覆蓋中高強度突水流量區間。

突水水源水壓：zui高5MPa，滿足深井高水壓突水場景模擬需求。

漿液配比控制：支持水灰比（W∶C）1、水玻璃濃度30°Bé、水泥單液漿與水玻璃體積比（C∶S）100∶30/100∶50的精準配比注入。

環境變量調節：可設置不同礦井淹沒水位、突水水源水位，模擬多樣動水治理條件。

三、結構組成

1.模擬巷道系統：采用高強度耐壓材料搭建，還原巷道頂板、底板及側壁結構，預留鉆孔注漿接口，確保密封性與承壓能力。

2.動水供給系統：包含高壓水泵、流量控制器、水位調節罐，可穩定輸出設定流量與水壓的模擬突水水源。

3.注漿控制系統：由雙液漿混合罐、注漿泵、配比調節閥組成，能按預設參數精準輸送袋內充填注漿（C∶S=100∶30）與袋外控制注漿（C∶S=100∶50）漿液。

4.保漿袋囊裝置：定制化柔性袋囊組件，通過鉆孔固定于巷道內，用于控制漿液運移擴散，配套接頂監測傳感器。

5.數據監測系統：包含流量傳感器、壓力傳感器、位移傳感器及數據采集終端，實時采集截流過程中流量、水壓、阻水體強度等數據。

6.CFD-DEM耦合模擬模塊：與物理裝置聯動，通過數值模擬輔助揭示截流機理，對比驗證物理試驗結果。

四、主要功能

1.動水場景模擬：復現不同礦井淹沒水位、突水水源水位、流量及水壓下的過水巷道環境，為截流機理研究提供真實試驗條件。

2.截流機理研究：通過保漿袋囊與漿液協同作用試驗，觀察漿液運移擴散規律、阻水體形成過程，揭示“高阻弱滲”阻水機制。

3.漿液配比優化：測試不同水灰比、水玻璃濃度及C∶S配比的漿液抗沖刷能力，驗證優配比參數的適用性。

4.預注漿效果評價：結合突水通道/含水層預注漿模擬，通過數據監測與定量評價模型，檢驗注漿堵水效果可行性。

5.數據采集分析：實時記錄試驗過程中關鍵參數，生成數據曲線與報告，為理論研究與工程實踐提供數據支撐。