The utility model provides a test device for multi field coupling maintenance of backfill body, which belongs to the field of underground filling technology. The device includes the temperature control system, the pressure control system, the humidity control system, the consolidation and drainage system and the data collection system. The paste filling body is placed in the inner maintenance cylinder, the external curing cylinder is wrapped, the pressure device is pressure, the ball screw push rod and the filling slurry are passed through the force transfer through the force transfer piston. The pressure sensor is used to measure the size of the pressure; the temperature in the insulated glass is controlled by a convective fan and a temperature control heater, and the temperature is monitored through a temperature sensor; the humidity regulator is placed in the insulated glass, and the conductivity, temperature sensor and pore water pressure are embedded in the filling slurry. The temperature sensor is connected with the data acquisition instrument and the computer through wires. The device can control the temperature, pressure, humidity and drainage conditions of the filling body at the same time, and simulate a more realistic maintenance environment.
【技术实现步骤摘要】
一种充填体多场耦合养护的试验装置
本技术涉及井下充填
,特别是指一种充填体多场耦合养护的试验装置。
技术介绍
随着地下采矿工作的逐步进行,井下会出现大量的采空区,这些采空区的存在不仅会对地表产生影响,还会影响井下工人和设备的安全,充填采矿法可解决采空区垮塌和地表塌陷等问题,成为21世纪矿山主要使用的采矿方法之一。充填采矿法主要是将充填体充填到井下采空区,提高矿石的回收率和井下的安全系数。充填体主要是由固体废弃物、水泥和水混合制成,必要时可添加一定量的减水剂、矿物添加剂、粉煤灰等。这些混合物相互之间会发生一定的水化作用,生成水化产物,一方面,水泥和水发生水化反应,释放出一定的热量,使充填体内部的温度发生变化,且充填体还会与围岩之间发生热量交换。另一方面,水泥量的多少会影响水泥与水发生水化反应的程度,产生的水化反应产物积聚在充填体内部的孔隙中,影响充填体内部的渗流行为。其次,充填体还会受其上覆岩层的压力作用,使充填体内部的孔隙在压力下被挤压密实。因此,充填体在采场中受热-水-力-化多场耦合的作用,在养护过程中,表现出温度变化、压力变化、孔隙水压力变化和电导率变化等特征,最终影响充填体的强度。传统的室内试验中,充填体均是在恒温恒湿(温度20°,湿度95%)条件下进行普通养护,无法考虑充填体在养护过程中的上覆岩层压力作用,很难模拟充填体在井下真实的养护环境。而充填体的强度发展受热-水-力-化学多场影响的共同作用,不同的养护环境对充填体强度的发展影响较大。采场中取样测试得到的充填体强度比普通室内试验得到的充填体强度高出1~5倍,因此,要研究充填体在真实的养护环 ...
【技术保护点】
1.一种充填体多场耦合养护的试验装置,其特征在于:包括温度控制系统、压力控制系统、湿度控制系统、固结排水系统和数据采集系统,其中,温度控制系统包括温度控制器(2)、温度传感器(6)、对流风扇(9)、隔热玻璃(13)和温控加热器(21);压力控制系统包括电机驱动器(3)、压力传感器(7)、传力活塞(8)、滚珠丝杠推杆(24)、压力调节器(25)、行星减速器(27)、压力显示器(28)和力矩电机(29);湿度控制系统包括湿度传感器(22)、湿度器(23)和湿度控制器(26);固结排水系统包括透水石(10)、带刻度渗水收集瓶(17)和阀门(18);数据采集系统包括数据采集仪(30)和电脑(31);该装置为由隔热玻璃(13)围成的长方体结构,隔热玻璃(13)安装在基座(16)上,膏体充填体(11)放置在内养护筒(19)中,内养护筒(19)外侧包裹外养护筒(20),膏体充填体顶部和底部均与透水石(10)相接触,底部的透水石(10)下方设置带刻度渗水收集瓶(17)和阀门(18);压力控制系统通过滚珠丝杠推杆(24)和电机驱动器(3)向膏体充填体(11)施加压力,滚珠丝杠推杆(24)和膏体充填体(1 ...
【技术特征摘要】
1.一种充填体多场耦合养护的试验装置,其特征在于:包括温度控制系统、压力控制系统、湿度控制系统、固结排水系统和数据采集系统,其中,温度控制系统包括温度控制器(2)、温度传感器(6)、对流风扇(9)、隔热玻璃(13)和温控加热器(21);压力控制系统包括电机驱动器(3)、压力传感器(7)、传力活塞(8)、滚珠丝杠推杆(24)、压力调节器(25)、行星减速器(27)、压力显示器(28)和力矩电机(29);湿度控制系统包括湿度传感器(22)、湿度器(23)和湿度控制器(26);固结排水系统包括透水石(10)、带刻度渗水收集瓶(17)和阀门(18);数据采集系统包括数据采集仪(30)和电脑(31);该装置为由隔热玻璃(13)围成的长方体结构,隔热玻璃(13)安装在基座(16)上,膏体充填体(11)放置在内养护筒(19)中,内养护筒(19)外侧包裹外养护筒(20),膏体充填体顶部和底部均与透水石(10)相接触,底部的透水石(10)下方设置带刻度渗水收集瓶(17)和阀门(18);压力控制系统通过滚珠丝杠推杆(24)和电机驱动器(3)向膏体充填体(11)施加压力,滚珠丝杠推杆(24)和膏体充填体(11)之间通过传力活塞(8)进行力的传递,压力传感器(7)用于衡量压力的大小,力矩电机(29)通过行星减速器(27)将压力传递给滚珠丝杠推杆(24),力矩电机(29)通过电机散热风扇(1)进行散热,压力显示器(28)用于监测显示该装置内压力,压力调节器(25)用于调节该装置压力大小;隔热玻璃(13)中的温度通过温度控制器(2)、对流风扇...
【专利技术属性】
技术研发人员:吴爱祥,王贻明,陈顺满,王洪江,马浩吉,尹升华,王少勇,王志凯,杨鹏,兰文涛,姜关照,赵长政,
申请(专利权)人:北京科技大学,
类型:新型
国别省市:北京,11
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