【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于矿山充填，具体涉及一种井下充填采场内部样本采集装置及其使用方法。
技术介绍
1、充填采矿法具有损失贫化率低、改善采场坏境和开采安全等优点，特别是矿山进入深部开采后，其在控制地压和改善环境保护方面具有明显的优势，且已取得显著的成效，充填采矿法在矿山得到了越来越广泛的应用。
2、充填体强度达到要求是保证矿山安全开采的前提条件，由于充填料浆各组分材料及其粒级组成、料浆浓度、充填工艺等各因素的影响，每个矿山的充填体强度分布都是一个非均质的。充填体强度分布的均质性决定井下回采环境的优劣，因此，充填料浆中骨料的粒级组成和充填体实际强度的分布规律取样检测是非常必要的。井下充填体取样是一个技术难题，目前主要以实验室制样和矿山地表搅拌站取样为主，对于充填体强度的检测，井下充填体真实强度往往与实验测定结果存在较大差异，最理想的充填体强度测试方法是直接对井下充填体样本进行测定分析。目前一般采用井下金刚石钻机取样、井下预埋试模取样、充填体大块切割取样等方法，而对于充填采场内任一点位置的充填料浆取样，则一直没有合适的方法。
3、以上取样技术存在以下不足：
4、（1）金刚石钻机取样：金刚石钻机一般用于岩石或混凝土等高强度材料取样，而井下充填体强度通常不大于5mpa，其强度仅为一般岩石强度的1/20-1/100，金刚石钻机在取样过程中具有较高的转速和推进速度，充填体在金刚石钻机高速旋转的作用下容易受到损伤或折断，难以获得完整的充填体试样。此外，对于低强度的井下充填体，往往需要获取较大直径的试样才能得到精确的充
5、（2）井下预埋试模取样：在井下提前预埋取样试模，采场充填后需要等待至相邻采场开采至取样试模预埋地点后才开始取样，取样的周期过长，也不易取到充填体内部较深部位的试样，制约性比较大。同时从充填体内取出预埋试模时，往往采用机械或者爆破的方式，不仅费时费力，充填试样在取样过程中还非常容易受到破坏，导致取样成功率较低；此外，为了后期便于取出预埋试模，试模在充填体内部埋藏的位置一般靠近相邻开采的进路一侧，取样试块的强度无法准确代表充填体各处的实际强度，结果不具有典型代表性。
6、（3）充填体大块切割取样：充填体大块切割取样是对充填体进行机械切割，这个过程极易对充填体整体造成破坏导致取样失败，充填体试样在加工过程中也容易受到二次损伤。同时该充填体取样方法取样周期长、取样成功率低、试样易破损，较难获得准确的充填体强度值。
7、以上取样技术在充填采场内任意一点充填料浆取样难度大。在充填采场内，由于不同粒径、比重的充填骨料的沉降规律不同，充填料浆在采场内必然发生离析。如何采集出采场内任一点的充填料浆样本，通过测试其粒级组成，以研究不同粒径与比重的充填骨料的沉降规律特性，一直没有一种合适的方法。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种井下充填采场内部样本采集装置，以解决现有取样方法存在的取样成功率低、取样深度不足、取样代表性较差的问题。
2、本专利技术的另一目的是提供一种井下充填采场内部样本采集装置的使用方法。
3、本专利技术的技术方案是：一种井下充填采场内部样本采集装置，包括多个套管基座、多个套管组件和牵引组件，套管组件安装在套管基座的不同高度位置，套管组件由外至内依次设有外层保护套管和柔性套管，柔性套管内设有多个取样内管，取样内管内设有取样试模，外层保护套管、柔性套管、取样内管和取样试模侧壁对应开设有槽口，多个取样内管之间通过连接管依次连接，一端的取样内管通过连接管连接有拉环，拉环与牵引组件相连。
4、作为本专利技术的进一步改进，取样内管与连接管之间通过螺纹连接。
5、作为本专利技术的进一步改进，取样内管由两个半圆管相对拼合而成，取样内管两端设有外螺纹，连接管端部设有内螺纹，两端的取样内管外端均连接有连接管。
6、作为本专利技术的进一步改进，取样试模由两个半圆管相对拼合而成。
7、作为本专利技术的进一步改进，取样内管内部设有挡板，挡板位于取样内管的槽口两端，取样试模两端抵靠在挡板上。
8、作为本专利技术的进一步改进，取样试模内设有一个或多个分隔板，分隔板将取样试模内部空间分隔开。
9、作为本专利技术的进一步改进，套管基座由两个立柱组成，两个立柱之间沿高度方向可拆卸设置有多个放置槽，套管组件放置在放置槽上；立柱底部设有底板，底板固定在采空区底部。
10、作为本专利技术的进一步改进，立柱采用空心管制作而成，立柱内活动套设有内杆，内杆顶部设有顶板，顶板固定在采空区顶部。
11、作为本专利技术的进一步改进，牵引组件包括卷扬机和升降台，（升降台上设有导向轮，卷扬机的钢丝绳绕过导向轮与拉环相连。
12、一种井下充填采场内部样本采集装置的使用方法，包括以下步骤：
13、a、将取样试模的两个半圆管相对拼合成圆柱体并放入取样内管，将取样内管的两个半圆管相对拼合成圆柱体并在端部连接连接管，通过连接管将取样内管依次连接；将连接好的取样内管插入柔性套管内，将柔性套管插入外层保护套管内；组装过程中保证外层保护套管、柔性套管、取样内管和取样试模的槽口相对，完成套管组件的组装；
14、b、将组装好的套管组件架设于套管基座的不同高度位置，保证槽口向上；将拉环置于充填挡墙外侧；
15、c、将露于充填挡墙外侧的连接管旋转一定角度，带动取样内管旋转，使取样内管的槽口与柔性套管的封闭侧壁相对，实现取样内管及其内部的取样试模与外界的封闭；
16、d、在采空区注入充填浆料，待浆料的液面高度到达取样高度时，将露于充填挡墙外侧的连接管回转相同角度，带动取样内管回转，使取样内管的槽口与柔性套管的槽口相对，此时充填浆料通过槽口注满取样试模；
17、e、再次将露于充填挡墙外侧的连接管旋转，带动取样内管旋转，使取样内管的槽口与柔性套管的封闭侧壁相对，实现取样内管及其内部的取样试模与外界的封闭；
18、f、经过一段时间，将牵引组件依次与各拉环连接并通过牵引将取样内管取出，打开取样内管和取样试模，取出试样。
19、本专利技术的有益效果是：
20、（1）试样无损伤破坏。本专利技术装置中的套管组件采用可分离式套管结构，在取样过程中无需对充填体进行钻孔等加工，避免了对充填体试样的损伤和破坏，能够获得最真实的井下充填体样本；同时，通过取样试模所采集的充填体式样外形即为标准的充填体试块，可以直接用于充填体力学性能检测试验，无需重新加工；此外，对于单轴抗压强度较小的充填体，由于不需要对充填体试块进行再加工，因此可保证充填体试样的完整性和测试结果的真实性。
21、（2）取样位置全面、适应性广。连接管和取样套管都设置螺纹接头，可以灵活拼接成任意长度，可以获得充填采场内距离充填挡墙任意位置的试样。放置槽可拆卸设置在立柱上，套管基座固定取样套管的高度可以按照取样要求随意调节，以满足充填本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种井下充填采场内部样本采集装置，其特征在于：包括多个套管基座（1）、多个套管组件和牵引组件，所述套管组件安装在套管基座（1）的不同高度位置，套管组件由外至内依次设有外层保护套管（2）和柔性套管（3），柔性套管（3）内设有多个取样内管（4），取样内管（4）内设有取样试模（5），所述外层保护套管（2）、柔性套管（3）、取样内管（4）和取样试模（5）侧壁对应开设有槽口（6），多个取样内管（4）之间通过连接管（8）依次连接，一端的取样内管（4）通过连接管（8）连接有拉环（9），拉环（9）与牵引组件相连。
2.根据权利要求1所述的一种井下充填采场内部样本采集装置，其特征在于：所述取样内管（4）与连接管（8）之间通过螺纹连接。
3.根据权利要求2所述的一种井下充填采场内部样本采集装置，其特征在于：所述取样内管（4）由两个半圆管相对拼合而成，取样内管（4）两端设有外螺纹，所述连接管（8）端部设有内螺纹，两端的取样内管（4）外端均连接有连接管（8）。
4.根据权利要求3所述的一种井下充填采场内部样本采集装置，其特征在于：所述取样试模（5）由两个半圆管相对
5.根据权利要求1-4中任一项所述的一种井下充填采场内部样本采集装置，其特征在于：所述取样内管（4）内部设有挡板（7），挡板（7）位于取样内管（4）的槽口（6）两端，取样试模（5）两端抵靠在挡板（7）上。
6.根据权利要求5所述的一种井下充填采场内部样本采集装置，其特征在于：所述取样试模（5）内设有一个或多个分隔板（10），分隔板（10）将取样试模（5）内部空间分隔开。
7.根据权利要求6所述的一种井下充填采场内部样本采集装置，其特征在于：所述套管基座（1）由两个立柱（11）组成，两个立柱（11）之间沿高度方向可拆卸设置有多个放置槽（12），所述套管组件放置在放置槽（12）上；立柱（11）底部设有底板（13），底板（13）固定在采空区（14）底部。
8.根据权利要求7所述的一种井下充填采场内部样本采集装置，其特征在于：所述立柱（11）采用空心管制作而成，立柱（11）内活动套设有内杆（15），内杆（15）顶部设有顶板（16），顶板（16）固定在采空区（14）顶部。
9.根据权利要求8所述的一种井下充填采场内部样本采集装置，其特征在于：所述牵引组件包括卷扬机（17）和升降台（18），升降台（18）上设有导向轮（19），卷扬机（17）的钢丝绳（20）绕过导向轮（19）与拉环（9）相连。
10.一种根据权利要求4所述的井下充填采场内部样本采集装置的使用方法，其特征在于包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种井下充填采场内部样本采集装置，其特征在于：包括多个套管基座（1）、多个套管组件和牵引组件，所述套管组件安装在套管基座（1）的不同高度位置，套管组件由外至内依次设有外层保护套管（2）和柔性套管（3），柔性套管（3）内设有多个取样内管（4），取样内管（4）内设有取样试模（5），所述外层保护套管（2）、柔性套管（3）、取样内管（4）和取样试模（5）侧壁对应开设有槽口（6），多个取样内管（4）之间通过连接管（8）依次连接，一端的取样内管（4）通过连接管（8）连接有拉环（9），拉环（9）与牵引组件相连。
2.根据权利要求1所述的一种井下充填采场内部样本采集装置，其特征在于：所述取样内管（4）与连接管（8）之间通过螺纹连接。
3.根据权利要求2所述的一种井下充填采场内部样本采集装置，其特征在于：所述取样内管（4）由两个半圆管相对拼合而成，取样内管（4）两端设有外螺纹，所述连接管（8）端部设有内螺纹，两端的取样内管（4）外端均连接有连接管（8）。
4.根据权利要求3所述的一种井下充填采场内部样本采集装置，其特征在于：所述取样试模（5）由两个半圆管相对拼合而成。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的一种井下充填采场内部样本采集装置，其特征在于：所述取样内管（4）内部设有挡板（7）...
【专利技术属性】
技术研发人员：何建元，龙卫国，韩斌，冯航，汪兆松，柳军斌，郭荣华，吴鹏，叶咏菁，李广宽，郭军业，宝音图，潘岳浩，
申请(专利权)人：金川集团镍钴有限公司，
类型：发明
国别省市：
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