[实用新型]压实散体充填物料震动波传播特性的测试装置

说明书

本实用新型公开了一种压实散体充填物料震动波传播特性的测试装置，包括震动波测试装置和散体充填物料压实装置，散体充填物料压实装置包括基座、压实底柱、压实筒体；震动波测试装置包括竖向滑杆、旋转杆套、滑动杆套和滑动连杆；先对散体充填物料进行压实，然后通过震动波发生控制器使震动波发生器产生震动波，震动波电信号采集仪采集震动波接收器接收到的震动波数据信号；然后根据震动波变化数据并结合记录的物料的质量、压实重物的重量、压实前后的物料高度及压实持续时间和压实后物料压实程度进行综合分析，从而研究散体充填物料压实程度与震动波数据之间的变化关系，最终为采用震动波探测采空区充填物料的压实程度提供数据支撑。

技术领域

本实用新型涉及一种压实散体充填物料的测试装置，具体是一种压实散体充填物料震动波传播特性的测试装置。

背景技术

固体充填采煤技术是开采出地下煤炭资源的同时，将矸石、粉煤灰、风积沙、河砂、建筑固体废弃物等干燥散体物料充填入已采出煤炭后形成的采空区中，从而减少上覆岩层的下沉空间，实现控制采煤上覆岩层下沉量以及地面对应区域变形量的目标。该技术目前已经成为国内地下煤炭资源开发的重要技术手段。由于采空区内散体充填物料的上覆岩层会在重力作用下逐渐下沉而不断挤压散体充填物料，散体充填物料的压实程度将逐渐增大，而散体充填物料压实程度的体积变化量是决定充填采煤覆岩移动控制效果的根本内在原因，一直是理论和应用研究的热点。

目前对固体充填采煤采空区内散体充填物料的压实程度监测是依靠在某一确定位置树立安装弹性压缩变形杆进行监测，受制于煤炭采空区的复杂性和范围大，适宜布置的监测点位置较少，从而少量的监测设备无法广泛准确获取整个采空区范围内散体充填物料压实程度数据。有学者提出采用震动波物探的方法进行散体充填物料压实程度的监测，即通过分析震动波通过采空区被顶板下沉压实后的散体充填物料前后的参数变化来换算采空区内不同位置的散体充填物料的压实程度。

利用震动波探测采空区散体充填物料的压实程度其关键在于掌握充填物料压实程度对震动波传播的影响机制，而目前尚未掌握震动波通过压实到一定程度的散体充填物料前后的震动波参数变化规律，而获取上述规律的最大硬件瓶颈是尚无专门设计的压实散体充填物料震动波特性测试装置。目前，现有固体充填散体物料的压实装置未考虑散体充填物料震动波特性测试需要。

综上所述，目前尚无用于压实散体充填物料震动波特性测试所需的装置。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本实用新型提供一种压实散体充填物料震动波传播特性的测试装置，在同一台设备上不仅实现散体充填物料的压实试验，还能直接对压实后物料进行震动波特性测试，为采用震动波探测采空区充填物料的压实程度提供数据支撑。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种压实散体充填物料震动波传播特性的测试装置，包括震动波测试装置和散体充填物料压实装置，

所述散体充填物料压实装置包括基座、压实底柱、压实筒体和上部压实盖，压实底柱固定在基座上、且压实底柱的中心线穿过基座的中心点；压实底柱的中心线上开设下部通孔，基座的中心点处开设与下部通孔同孔径的安装孔；压实筒体套在压实底柱上部，压实筒体由两个半圆弧形压实筒壁相对设置组成，每个半圆弧形压实筒壁两侧均设有筒壁紧固块，每个筒壁紧固块上开设多个筒壁连接螺栓孔，两个半圆弧形压实筒壁的筒壁紧固块通过筒壁连接螺栓穿过筒壁连接螺栓孔与筒壁连接螺母螺纹配合固定，使两个半圆弧形压实筒壁的内表面与压实底柱的外圆周面滑动密封；每个半圆弧形压实筒壁的上端分别设有筒顶半圆连接环，上部压实盖放置在压实筒体上部、且上部压实盖与两个筒顶半圆连接环之间通过上盖连接螺栓和上盖连接螺母螺纹配合固定；上部压实盖的中心点处开设上部通孔，所述上部压实盖、压实底柱和两个半圆弧形压实筒壁围成压实空间，压实空间内设有上部金属垫片和下部金属垫片，上部金属垫片处于下部金属垫片的上方、且上部金属垫片的外圆周面和下部金属垫片的外圆周面均与两个半圆弧形压实筒壁的内表面滑动密封；