一种矿用胶结充填料浆固结硬化进程监测系统及其监测方法技术方案

本发明专利技术公开了一种矿用胶结充填料浆固结硬化进程监测系统及其监测方法。所述矿用胶结充填料浆固结硬化进程监测系统，包括加压制样机构与测样机构，加压制样机构设置有制样模具、限位模具、增阻器、连体架，测样机构设置有针式电极、导线、电阻采集主机、防脱耦合塞、电极孔。本发明专利技术在加压制样机构和测样机构的高效配合下，通过在一定顶部压力下作用下实时连续检测矿用胶结料浆固结硬化程度全过程，来模拟矿用胶结料浆在采空区受上覆压力作用下的固结硬化情况，达到精确高效连续无损的监测矿用胶结充填料浆固结硬化进程的目的。

【技术实现步骤摘要】
一种矿用胶结充填料浆固结硬化进程监测系统及其监测方法
本专利技术属于矿山工程
，涉及一种矿用胶结充填料浆固结硬化进程监测系统、以及应用所述系统的方法。
技术介绍
矿用胶结充填料浆是由水、尾砂或矸石基质以及胶凝材料按照一定比例配制而成的一种人工复合介质，通过水化反应逐步凝结，最后固结硬化，形成具有一定强度的充填体。胶凝材料与骨料的水化反应程度直接决定着充填体宏观强度的高低，监测充填料浆固结过程中的强度固结规律，对于选择合理的料浆浓度、灰砂配比，最终降低矿山充填成本具有重要意义。目前主要采用室内贯入法和压力机来测定其固结强度特性，但上述方法主要带有破坏测试且需实验试件数量多，很难连续、无损地测定料浆凝结、硬化全过程信息。基于上述情况，迫切需要一种矿用胶结充填料浆固结硬化进程监测系统及其监测方法，以达到精确高效连续无损的监测矿用胶结充填料浆固结硬化进程的目的。
技术实现思路
本专利技术实施的目的在于提出一种矿用胶结充填料浆固结硬化进程监测系统，能够充分利用所述系统的加压制样机构和测样机构，实现对矿用胶结充填料浆在不同料浆浓度、灰砂配比、顶板压力下固结硬化进程的精确高效连续无损监测，提高矿用胶结充填料浆固结硬化进程监测效率。在矿用胶结充填料浆固结硬化进程监测方面达到自动化、连续化、无损化、精确化的目的。为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种矿用胶结充填料浆固结硬化进程监测系统，包括:加压制样机构，包括制样模具、限位模具、增阻器、连体架,所述制样模具嵌于限位模具内，所述限位模具固定于所述连体架底部，所述增阻器固定于所述连体架上部其形心与所述限位模具形心在同一轴线上，加压时所述增阻器顶部可伸入制样模具内。测样机构，包括针式电极、导线、电阻采集主机、防脱耦合塞、电极孔，所述针式电极通过所述电极孔等间距穿过所述制样模具、限位模具并通过所述防脱耦合塞密闭所述电极孔，所述导线两端分别与所述电阻采集主机、针式电极相连。优选地，所述制样模具为有底半圆形管嵌于限位模具内，且其外径与限位模具内径相等高度略高于限位模具高度，利于通过相应设备进行试样的脱模。优选地，所述限位模具为有底圆形管固定于连体架底部并且内部嵌有两个对称放置的制样模具，用于限制制样模具在试验期间的移动。优选地，所述增阻器固定于连体架上部其形心与所述限位模具形心在同一轴线上，其顶部外径与制样模具内径相等，并可伸入制样模具内部进行加压，用于模拟顶板压力。优选地，所述针式电极通过所述电极孔等间距穿过所述制样模具、限位模具并通过所述防脱耦合塞密闭所述电极孔，且通过导线与所述电阻采集主机相连，用于监测样本的实时电阻变化情况。优选地，所述电阻采集主机通过导线与针状电极相连，用于分析处理实时变化的样本电阻的并实时反映矿用胶结充填料浆固结硬化进程。本专利技术还提出了一种矿用胶结充填料浆固结硬化进程监测方法，应用上述系统，其包括如下工作步骤：a、将矿用胶结充填料浆固结硬化进程监测系统置于水平平面上，检查并确保各部件处于正常工作状态；b、利用相应的夹持装置将制样模具对称性的放入限位模具内部并保证电极孔的正常贯通；c、四针状电极通过导线与电阻采集主机连通后，通过电极空插入制样模具和限位模具内，并通过防脱耦合塞将电极空密闭；d、根据试验要求注入一定量的矿用胶结充填料浆，启动增阻器与电阻采集主机，进行矿用胶结充填料浆固结硬化进程监测；e、试验完毕按组装相反顺序依次拆除部件并做好相应清理整理及保存工作。与现有矿用胶结充填料浆固结硬化进程监测装置相比，本专利技术具有如下优点：本专利技术述及的矿用胶结充填料浆固结硬化进程监测系统，测样机构与加压制样机构相互密切配合，以达到精确高效连续无损的监测矿用胶结充填料浆固结硬化进程的目的；制样模具嵌于限位模具内，限位模具固定于所述连体架底部，实现充填料浆无渗漏成型及充填料浆成型后的快速脱模；增阻器固定于所述连体架上部其形心与所述限位模具形心在同一轴线上，加压时所述增阻器顶部可伸入制样模具，实现充填料浆不同顶板压力的给予；电阻采集主机通过导线与针状电极相连，用于分析处理实时变化的样本电阻并实时反映矿用胶结充填料浆固结硬化进程，使用此系统在避免室内检测所需试件量多和现场测试难的情况下，可实现对矿用胶结材料、固体废物胶结充填材料、尾矿库服役寿命进行定点、无损、实时连续监测。附图说明图1为本专利技术实施例中矿用胶结充填料浆固结硬化进程监测系统的整体结构示意图。图2为图1中I-I剖面图。图3为本专利技术实施例中矿用胶结充填料浆固结硬化进程监测系统的正视图。图4为本专利技术实施例中制样模具图。具体实施方式结合图1所示，一种矿用胶结充填料浆固结硬化进程监测系统，包括加压制样机构与测样机构，加压制样机构用于样本的生成及样本顶板压力的模拟，测样机构用于监测样本电阻实时变化情况进一步反映矿用胶结充填料浆固结硬化进程。加压制样机构中，所述制样模具4嵌于限位模具6内，所述限位模具6固定于所述连体架8底部，所述增阻器7固定于所述连体架8上部其形心与所述限位模具6形心在同一轴线上，加压时所述增阻器7顶部可伸入制样模具4内；测样机构中，所述针式电极1通过所述电极孔9等间距穿过所述制样模具4、限位模具6并通过所述防脱耦合塞5密闭所述电极孔9，所述导线2两端分别与所述电阻采集主机3、针式电极1相连。结合图1、图2、图3、图4所示，先利用相应设备将连体架8固定于水平平面上。然后监测系统各个部件工作情况。在各个部件正常工作情况下，进一步对称性的将制样模具4组装与限位模具6中。进一步将通过导线2与电阻采集主机3相连的针式电极1通过电极孔9等间距穿过制样模具4、限位模具6，用防脱耦合塞5密闭电极孔。最后在增阻器7加压的同时利用电阻采集主机3分析并处理实时变化的样本电阻反映出矿用胶结充填料浆固结硬化的实时进程。其监测步骤大致如下：a、将矿用胶结充填料浆固结硬化进程监测系统置于水平平面上，检查并确保各部件处于正常工作状态；b、利用相应的夹持装置将制样模具对称性的放入限位模具内部并保证电极孔的正常贯通；c、四针状电极通过导线与电阻采集主机连通后，通过电极孔插入制样模具和限位模具内，并通过防脱耦合塞将电极孔密闭；d、根据试验要求注入一定量的矿用胶结充填料浆，启动增阻器与电阻采集主机，进行矿用胶结充填料浆固结硬化进程监测；e、试验完毕按组装相反顺序依次拆除部件并做好相应清理整理及保存工作。当然，以上说明仅仅为本专利技术的较佳实施例，本专利技术并不限于列举上述实施例，应当说明的是，任何熟悉本领域的技术人员在本说明书的教导下，所做出的所有等同替换、明显变形形式，均落在本说明书的实质范围之内，理应受到本专利技术的保护。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种矿用胶结充填料浆固结硬化进程监测系统，其特征在于：所述矿用胶结充填料浆固结硬化进程监测系统包括：    加压制样机构，包括制样模具、限位模具、增阻器、连体架,所述制样模具嵌于限位模具内，所述限位模具固定于所述连体架底部，所述增阻器固定于所述连体架上部其形心与所述限位模具形心在同一轴线上，加压时所述增阻器顶部可伸入制样模具内；    测样机构，包括针式电极、导线、电阻采集主机、防脱耦合塞、电极孔，所述针式电极通过所述电极孔等间距穿过所述制样模具、限位模具并通过所述防脱耦合塞密闭所述电极孔，所述导线两端分别与所述电阻采集主机、针式电极相连。

【技术特征摘要】
1.一种矿用胶结充填料浆固结硬化进程监测系统，其特征在于：所述矿用胶结充填料浆固结硬化进程监测系统包括：加压制样机构，包括制样模具、限位模具、增阻器、连体架,所述制样模具嵌于限位模具内，所述限位模具固定于所述连体架底部，所述增阻器固定于所述连体架上部其形心与所述限位模具形心在同一轴线上，加压时所述增阻器顶部可伸入制样模具内；测样机构，包括针式电极、导线、电阻采集主机、防脱耦合塞、电极孔，所述针式电极通过所述电极孔等间距穿过所述制样模具、限位模具并通过所述防脱耦合塞密闭所述电极孔，所述导线两端分别与所述电阻采集主机、针式电极相连。2.根据权利要求1所述的矿用胶结充填料浆固结硬化进程监测系统，其特征在于：所述制样模具为有底半圆管形嵌于限位模具内，且其外径与限位模具内径相等高度略高于限位模具高度。3.根据权利要求1所述的矿用胶结充填料浆固结硬化进程监测系统，其特征在于：所述限位模具为有底圆管形固定于连体架底部并且内部嵌...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐文彬，潘卫东，张通，
申请(专利权)人：中国矿业大学北京，
类型：发明
国别省市：北京;11