研究矿柱开挖过程充填体承载机制的试验仪器和试验方法技术

本发明专利技术属于采矿技术研究领域，具体是涉及一种以岩石力学理论为基础，根据阶段空场嗣后充填采矿法开采工艺建立基于矿柱开挖过程的充填体‑矿柱力学系统开挖承载实验模型，利用液压伺服试验机平台并结合应变监测系统、声发射监测系统，研究矿柱开挖过程充填体承载机制的试验仪器和试验方法,利用静态应变监测系统、声发射监测系统对试验中矿柱开挖整个过程中矿柱、充填体的声发射以及应变情况进行监测，实现了矿柱开挖过程中矿柱承载规律及充填体卸荷及承载规律研究，为矿柱回采过程的安全性分析提供了理论支撑，更好地指导现场开采。

The experimental apparatus and test methods for the loading mechanism of filling bodies during the excavation of pillars are studied

The invention belongs to the field of mining technology, in particular relates to a rock mechanics theory as the foundation, according to the stage of open stope filling mining technology to establish backfill pillar mechanical system excavation excavation pillar bearing experimental model based on the hydraulic servo testing machine platform and acoustic emission monitoring system with strain monitoring system, test. The instrument and Test Method Study on pillar excavation backfill bearing mechanism, the static strain monitoring system, to test the whole process of pillar excavation backfill pillar, acoustic emission monitoring system of acoustic emission and the strain monitoring, the law and the backfill pillar unloading and loading of the bearing pillar during excavation. To provide theoretical support for the safety analysis of pillar stoping process, to better guide the mining site.

【技术实现步骤摘要】
研究矿柱开挖过程充填体承载机制的试验仪器和试验方法
本专利技术属于采矿技术研究领域，具体是涉及一种以岩石力学理论为基础，根据阶段空场嗣后充填采矿法开采工艺建立基于矿柱开挖过程的充填体-矿柱力学系统开挖承载实验模型，利用液压伺服试验机平台并结合应变监测系统、声发射监测系统，研究矿柱开挖过程充填体承载机制的试验仪器和试验方法。技术背景21世纪以来，环境保护意识进一步得到加强，充填采矿法越来越受到采矿界的重视，已成为地下采矿技术发展的主要趋势之一。充填采矿法是利用充填体控制围岩移动变形，从而有效管理地压，实现矿山安全、高效开采。随着充填开采技术的不断发展，机械化、大规模开采的阶段空场嗣后充填采矿法在黑色冶金矿山得到广泛应用。利用阶段空场嗣后充填采矿法开采厚大矿体时，通常需将矿块垂直矿体走向布置，形成“矿房-矿柱-矿房-矿柱”的间隔开采格局，矿房利用阶段空场采矿法开采后再进行嗣后胶结充填，回采矿柱时以充填体作为人工矿柱支撑采场应力实现安全回采。这一开采过程中，矿柱回采是在充填体的保护作用下进行的，胶结充填体起到人工矿柱的作用，胶结矿柱作为应力转移的承载体，必须具有足够的强度来支撑采场；矿本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种研究矿柱开挖过程充填体承载机制的试验仪器，其特征在于，所述的试验仪器包括：岩石试验机，试件，模具，静态应变监测系统,声发射监测系统，微机电脑，导线，其中所述的岩石试验机负责提供竖直方向荷载；所述的试件由矿柱和充填体组成，其中所述的矿柱由多片规整的矿石试块组合而成；所述的模具由钢板组成，所述的钢板之间通过嵌套和螺栓紧固连接，正面和背面钢板外侧设置加强肋板，通过螺栓与底部钢板连接，限制钢板变形，两侧端部钢板插入正面和背面钢板的卡槽中，通过螺栓与底部钢板连接，限制钢板位移变形；所述的静态应变监测系统包括应变仪和应变片，其中所述的应变片置于所述的矿柱及所述的充填体上；所述的声发射监测系统包括声发射...

【技术特征摘要】
1.一种研究矿柱开挖过程充填体承载机制的试验仪器，其特征在于，所述的试验仪器包括：岩石试验机，试件，模具，静态应变监测系统,声发射监测系统，微机电脑，导线，其中所述的岩石试验机负责提供竖直方向荷载；所述的试件由矿柱和充填体组成，其中所述的矿柱由多片规整的矿石试块组合而成；所述的模具由钢板组成，所述的钢板之间通过嵌套和螺栓紧固连接，正面和背面钢板外侧设置加强肋板，通过螺栓与底部钢板连接，限制钢板变形，两侧端部钢板插入正面和背面钢板的卡槽中，通过螺栓与底部钢板连接，限制钢板位移变形；所述的静态应变监测系统包括应变仪和应变片，其中所述的应变片置于所述的矿柱及所述的充填体上；所述的声发射监测系统包括声发射仪和探头，其中所述的探头置于所述的模具的外壁；所述的微机电脑是所述的试验仪器的中央控制器及结果的显示输出装置，负责控制所述的岩石试验机的应力加载及所述的静态应变监测系统及所述的声发射监测系统的测量、数据采集，并显示输出所述的静态应变监测系统及所述的声发射监测系统测量的数据、图像，以及岩石试验机加载的力学曲线；所述的导线负责传输信息，所述的探头与所述的声发射仪通过所述的导线连接，所述的声发射仪与所述的微机电脑通过所述的导线连接，所述的应变片与所述的应变仪通过所述的导线连接，所述的应变仪与所述的微机电脑通过所述的导线连接。2.根据权利要求1所述的试验仪器，其特征在于，所述的试件置于所述的模具之中，在所述模具的限制下所述的试件四周水平位移固定；所述的模具正面钢板中央设有“凸”字形缺口，所述的矿柱与缺口位置对齐，所述的缺口由“凸”字形钢板...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙光华，刘志义，姚旭龙，孙林，甘泽，刘祥鑫，魏莎莎，叶洪涛，李杨，韩亮，
申请(专利权)人：华北理工大学，
类型：发明
国别省市：河北,13