一种固体充填材料压缩试验装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术实施例提供一种固体充填材料压缩试验装置及方法，涉及固体充填材料力学性质测试技术领域。该装置包括：底板，在底板上围设有第一侧板、第二侧板、第三侧板及第四侧板，第一侧板、第二侧板、第三侧板及第四侧板围设的空间形成填料空间，第一侧板与第三侧板相对，分别用于模拟采煤工作面上、下顺槽，第二侧板与第四侧板相对，第二侧板用于模拟开切眼煤壁，第四侧板下部铰接于底板上，第四侧板在加载机构的推动下，朝向第二侧板绕底板转动，改变与底板的夹角，模拟实际充填过程中夯实机构以不同夯实角向固体充填材料施加侧向夯实力。基于该实验装置及方法得到的实验结果，可较准确地反映出固体充填材料在实际充填开采中的力学性质。性质。性质。

【技术实现步骤摘要】
一种固体充填材料压缩试验装置及方法


[0001]本专利技术涉及固体充填材料力学性质测试
，尤其涉及一种考虑受夯实角和工作面采高影响的固体充填材料压缩试验装置及方法。

技术介绍

[0002]传统大规模的垮落法采煤，对煤炭资源造成了很大的损失、给矿区及周边地区生态环境造成了很大的破坏，主要表现为：(一)煤炭损失严重：建筑物下、水体下、铁路下等“三下”压煤损失严重，据不完全统计，目前已探明的损失量高达142亿吨；同时区段间也有一定的煤柱损失。(二)矿山固体废弃物排放量大：煤矿在开采煤炭时产生了大量的矸石固体废弃物，其排放量约占煤炭产量的10％～15％，一般的处理方法是直接外排堆存在地表，形成矸石山；矿山固体废弃物地面排放会造成环境污染与危害、侵占良田以及会导致次生灾害。(三)矿山开采带来严重的环境破坏：主要表现为土地资源破坏严重、地下水大量流失、地表塌陷。
[0003]鉴于垮落法开采引起的上述问题，目前最好的解决方法即为充填开采，而充填开采中应用最多、材料来源最为广泛的为固体充填开采。在固体充填开采工艺中，固体充填材料的力学性质在充填效本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种固体充填材料压缩试验装置，其特征在于，包括：模型箱，所述模型箱包括底板，在所述底板上围设有第一侧板、第二侧板、第三侧板及第四侧板，所述第一侧板、第二侧板、第三侧板及第四侧板围设的空间形成填料空间，用于模拟采空区，所述第一侧板与第三侧板相对，分别用于模拟采煤工作面上、下顺槽，所述第二侧板与第四侧板相对，所述第二侧板用于模拟开切眼煤壁，所述第四侧板上部两端分别活动连接于所述第一侧板与第三侧板上，且在与第二侧板的连线方向上可移动，所述第四侧板下部铰接于所述底板上，所述第四侧板外侧用于连接加载机构，在所述加载机构的推动下，所述第四侧板朝向所述第二侧板方向绕所述底板转动，以改变与底板的夹角，用于模拟实际充填过程中液压支架上的夯实机构以不同夯实角向固体充填材料施加侧向夯实力。2.根据权利要求1所述的压缩试验装置，其特征在于，所述第四侧板为可伸缩结构板。3.根据权利要求1或2所述的压缩试验装置，其特征在于，所述第一侧板、第二侧板及第三侧板顶部分别设有用于接高的连接部。4.根据权利要求1所述的压缩试验装置，其特征在于，所述第一侧板、第二侧板、第三侧板及第四侧板的弹性模量大于固体填充材料的弹性模量。5.根据权利要求1所述的压缩试验装置，其特征在于，所述第一侧板、第二侧板、第三侧板及第四侧板为高强度钢板制作。6.一种固体充填材料压缩试验方法，其特征在于，基于权利要求1至5任一所述的固体充填材料压缩试验装置实施，所述方法包括步骤：S10、根据实际充填开采中矿井工作面的采高、液压支架的夯实机构所能达到的最大夯实角及夯实机构最小长度与最大长度，确定所述压缩实验装置的各参数值，制作相应参数的压缩实验装置；其中，第一侧板、第二侧板、第三侧板及第四侧板围设的空间形成填料空间，用于模拟采空区，第一侧板、第二侧板、第三侧板及第四侧板的高度用于模拟工作面采高，第四侧板与底板的夹角用于模拟液压支架的夯实机构的夯实角；S20、向所述填料空间中充填固体充填材料，模拟采空区的充填，在充填过程中，利用加载机构作用于第四侧板外表面，推动第四侧板朝向第二侧板方向绕底板转动，调整第四侧板与底板的夹角至第一角度，模拟实际充填过程中液压支架上的夯实机构以第一夯实角向采空区内的固体充填材料侧向夯实的过程；S30、在夯实完成后，监测得到采空区内被压缩的固体填充材料第一体积变化率及应变
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应力曲线。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：在充填过程中，利用加载机构作用于第四侧板外表面，推动第四侧板朝向第二侧板方向绕底板转动，调整第四侧板与底板的夹角至第二角度，改变所述第四侧板与底板的夹角，模拟实际充填过程中液压支架上的夯实机构以不同的夯实角向采...

【专利技术属性】
技术研发人员：王树帅，杨仁树，李永亮，路彬，
申请(专利权)人：中国矿业大学北京，
类型：发明
国别省市：