[发明专利]一种大尺度胶结充填采场环境模拟综合试验平台

说明书

本发明公开了一种大尺度胶结充填采场环境模拟综合试验平台，包括供热组件、温控装置、存料腔体、倾斜装置、加湿装置和传感器。其中供热组件包括加热箱、加热管、回液导管和液泵；存料腔体包括横板、纵板、顶盖、底板和吊耳；加湿装置包括雾化器、喷头和湿度探头；倾斜装置包括承压板、支撑杆、手动千斤顶和转动装置。供热组件通过温控装置从而控制存料腔体的温度，而加湿装置安装于存料腔体顶盖上实现湿度控制的目的，将存料腔体安设于倾斜装置上面，通过升降手动千斤顶推动承压板倾斜，从而控制存料腔体的倾斜角度。该装置能够实现控制温度、湿度和角度从而达到模拟充填采场环境的目的，还可以实现大尺寸试样制作的目的。

技术领域

本发明涉及一种大尺度胶结充填采场环境模拟综合试验平台，属于矿山充填开采科学研究领域。

背景技术

煤炭是我国基础能源,也是重要的化工原料。煤炭资源持续且大规模的开采在支撑经济社会发展的同时也暴露了一些问题,如损害环境、资源回收率较低、形成矸石山和地表沉陷等。因此，预防与治理煤炭开采所带来的环境破环等问题已成为当今社会刻不容缓的重大难题。

为解决煤炭开采所引发的难题，使用充填开采的技术，作为煤炭绿色开采的核心技术之一。充填开采是指伴随落矿、运搬及其他作业的同时，用充填料充填采空区的采矿方法。它一方面可以解决“三下”压煤问题，能够最大限度地回收矿产资源；另一方面可以防止地表沉陷，保护地表地物，且能够处理固体废料，保护环境。

近些年来煤矿充填技术不断发展，其中胶结充填更是作为重要分支得到迅速发展。胶结充填该技术将尾矿、矸石、粉煤灰等固体废弃物掺入适量的胶凝材料，加水混合搅拌制成胶结充填料浆，再通过泵送或自流的方式沿管路将充填料浆输送到采空区进行充填作业，然后使料浆在采空区中凝固，形成具有一定强度和整体性的充填体。胶结充填整体来说具有充填料浆强度大，充填速度快，充填量大，工艺简单等优势。

因此对胶结充填的研究是必要的，对胶结充填材料力学性能的研究必不可少的，现在所用的试样基本上是小尺寸试样，且现在缺乏一种模拟采场环境的试验平台。所以研究一种能够实现温度、湿度和角度控制的大尺寸试验平台是非常重要的。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种大尺度胶结充填采场环境模拟综合试验平台，该装置操作简单，实用性强，能够实现控制温度、湿度和角度的目的，还可以实现大尺寸试样制作的目的。

技术方案：为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种大尺度胶结充填采场环境模拟综合试验平台，其特征在于：包括供热组件、温控装置、存料腔体、倾斜装置、加湿装置和传感器。

所述温控装置设置于所述承压板顶部，且所述温控装置为一空腔结构，所述存料腔体设置于该温控装置内该温控装置是由外层壳体和内层壳体构成，内层壳体套在外层壳体内部，所述外层壳体和内层壳体顶部与底部均各自封闭，所述供热组件设置于所述温控装置一侧，且与所述温控装置连通；

所述存料腔体包括两块相互平行的横板和两块相互平行的纵板，所述横板与所述纵板通过锁扣连接，两块横板与两块纵板共同组成一矩形框体，该矩形框体顶部设置有顶盖，且底部设置有底板，所述底板边缘和所述顶盖边缘均与所述矩形框体边缘平齐；存料腔体把锁扣打开，横板与纵板便可以分离，从而拆开箱子，取出里面的试样。

所述供热组件包括加热箱和设置于该加热箱顶部一侧的回液导管，所述回液导管用于连通所述加热箱和所述温控装置外层，所述回液导管下方的所述加热箱上设置有液泵，且所述液泵进液端与所述加热箱连通，出液端与所述温控装置外层连通；

所述倾斜装置包括承压板、支撑杆、转动装置和手动千斤顶；承压板底部前方两侧各设置有一支撑杆，且所述支撑杆与所述承压板铰接，所述承压板底部后方两侧各设置有一手动千斤顶，且所述手动千斤顶底部铰接有转动装置；通过升降手动千斤顶推动承压板倾斜，从而控制存料腔体的倾斜角度；