[发明专利]一种地下水库岩体净化矿井水的模拟装置及方法

说明书

本发明提供了一种地下水库岩体净化矿井水的模拟装置和方法，模拟装置包括：净化模块组，其包括串联连通并相互平行的多个净化单元，净化单元包括模块化组装和连通的多个净化模块，每个净化模块内部填充有具有预设粒度级配的地下水库岩体；储水组件，其与净化模块组的入口连通以供给待净化的矿井水；以及至少一个柔性连接件，柔性连接件设置于相邻净化单元之间，以使得相邻净化单元能够相对于彼此转动。利用本方面的模拟装置，能够有效增加试验净化路径，缩短试验周期，且采用模块化组装，安装简便，易操作，有效节约安装时间，并且能够实现针对某一净化单元进行角度调节，来模拟倾斜煤层地下水库岩体对矿井水的净化作用。

技术领域

本发明涉及矿业工程试验研究技术领域，并且更具体地，涉及一种地下水库岩体净化矿井水的模拟装置及方法。

背景技术

煤炭的大规模开采破坏地下含水层，从而造成水资源的极大浪费。因此，应该选择合理的煤炭开采水资源保护技术，在实现煤炭开发与水资源保护相协调的同时，最大限度的保护水资源。针对煤-水资源协调开采的问题，专家提出了煤矿地下水库的概念，即利用煤炭开采形成的采空区岩体空隙储孔，将安全煤柱用人工坝体连接形成水库坝体，同时建设矿井水入库设施和取水设施，充分利用采空区岩体对矿井水的自然净化作用，建设煤矿地下水库工程。

煤矿地下水库开辟了煤-水资源协调开采新的技术途径，同时，矿井水在库内流动过程中与采空区岩体发生水-岩耦合作用，在流动过程中实现了水质的净化。但是，目前地下水库岩体对矿井水的净化作用还比较模糊，尚未掌握其净化机理，更无法揭示其净化规律。为了实现煤-水协调开采，有必要针对地下水库岩体对矿井水的净化机理开展系统深入的研究，揭示其净化规律，提出增强净化效果的技术方法。常规的水净化试验研究水质变化的主要装置由于其围整体式结构，只能整体地调整倾斜角度，无法实现对某一段路径的角度控制，从而不能准确地模拟倾斜煤层地下水库岩体对矿井水的净化作用。

发明内容

针对上述现有技术中的问题，本申请提出了一种地下水库岩体净化矿井水的模拟装置及方法，其最大程度地模拟了地下水库的真实情况，有效净化路径长，试验周期短，模块化组装，且可针对其中某一段调节角度以模拟倾斜煤层，操作简便。

第一方面，本发明提供了一种地下水库岩体净化矿井水的模拟装置，该模拟装置包括：净化模块组，其包括串联连通并相互平行的多个净化单元，该净化单元包括模块化组装和连通的多个净化模块，每个该净化模块内部填充有具有预设粒度级配的地下水库岩体；储水组件，其与该净化模块组的入口连通以供给待净化的矿井水；以及至少一个柔性连接件，该柔性连接件设置于相邻净化单元之间，以使得相邻净化单元能够相对于彼此转动；在相邻净化单元的每个净化单元上，在净化模块的设置所述柔性连接件处固定设置有方形篦子。利用本方面的模拟装置，能够有效增加试验净化路径，缩短试验周期，且采用模块化组装，安装简便，易操作，有效节约安装时间，并且能够实现针对某一净化单元进行角度调节，来模拟倾斜煤层地下水库岩体对矿井水的净化作用。

在第一方面的一个实施方式中，采用该柔性连接件相互连接的净化单元还包括液压设备，以调整该净化单元的倾斜角度。通过该实施方式，能够为净化单元调整角度提供动力，使其更加有效率地完成倾斜角度的调整。

在第一方面的一个实施方式中，该净化模块包括不锈钢侧板、不锈钢底板、设置于侧板上的采样管以及设置于其一端或两端的连接法兰；在该净化单元内部，相邻净化模块之间通过连接法兰密封式连接。通过该实施方式，限定了净化模块地构造，使得相邻净化模块之间紧固连接，并且利于试验人员通过采样管进行采样，对水质指标进行分析测试。