[发明专利]散体矸石压缩试验装置

说明书

本发明提供了一种散体矸石压缩试验装置，属于岩石力学试验技术领域。它解决了现有的压缩试验装置不可变角的问题。它包括底座和承压台，承压台的上表面设有四个横向加载液压缸以及四个刚性侧压板，四个刚性侧压板首尾相接且垂直设于承压台的上表面，承压台上设有支架，支架上倒置设有纵向加载液压缸，纵向加载液压缸的活塞杆上设有与腔体配合的刚性顶压板，底座的上表面具有水平延伸的其内表面的纵向截面呈圆弧形的安装槽，承压台的下部具有与安装槽的内表面配合的配合柱面，底座与承压台之间设有用于驱动承压台绕配合柱面的中轴线摆动的驱动结构。本发明中由于承压台的倾角可改变，能够模拟不同倾角下的散体矸石的承压力学特性，适用范围广。

技术领域

本发明属于岩石力学试验技术领域，涉及一种散体矸石压缩试验装置，特别是一种可变角度的散体矸石压缩试验装置。

背景技术

采矿作业带来的地表沉陷、含水层破断、矸石山堆积、大气污染、土地资源破坏等问题，对绿色环保新时代下的生态要求造成了严重挑战。充填开采技术不仅能够将地面堆积的矸石山、建筑垃圾、粉煤灰等物质用作充填材料充填到地下，还能有效解决地表沉陷、含水层破断等问题。可以说，充填开采既解决了大气污染、土地占用问题，又避免了地表沉陷与岩层破坏，是实现绿色开采、生态建设的重要技术途径。

充填体的承压性能是充填开采控制岩层移动与地表沉陷的关键因素。承压性能越好，压缩率越小，对岩层移动与地表的沉陷变形控制越好。现有的充填材料承压性能测试试验装置进行的是水平条件下的钢筒压实试验，但实际煤层赋存多为有一定角度的倾斜状态，经过充填开采后的散体充填材料处于倾斜受压条件。为研究倾斜煤层充填开采后散体充填材料的承压力学性能，需要研究一种可变角度的散体矸石压缩试验装置。

发明内容

本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种可变角度的散体矸石压缩试验装置。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：

散体矸石压缩试验装置，包括底座和设于底座上的承压台，所述承压台的上表面设有四个横向加载液压缸以及四个分别由与之对应设置的横向加载液压缸驱动的刚性侧压板，四个所述的刚性侧压板首尾相接且垂直设于承压台的上表面，所述的承压台上还设有支架，所述的支架上倒置设有位于由四个刚性侧压板所围成的腔体正上方的纵向加载液压缸，所述纵向加载液压缸的活塞杆上设有与腔体配合的刚性顶压板，所述底座的上表面具有水平延伸的其内表面的纵向截面呈圆弧形的安装槽，所述承压台的下部具有与安装槽的内表面配合的配合柱面，所述的底座与承压台之间设有用于驱动承压台绕配合柱面的中轴线摆动的驱动结构。

配合柱面的中轴线与由安装槽的内表面形成的圆周的中轴线同轴，当驱动结构在驱动承压台转动的过程中，配合柱面始终与安装槽的内表面配合接触。

进行水平方向的试验工作时，承压台的上表面处于水平状态，将散体矸石装入由四个刚性侧压板所围成的腔体内，启动纵向加载液压缸，通过刚性顶压板挤压散体矸石，散体矸石在纵向加载液压缸的作用下产生压缩，当纵向加载液压缸施加的载荷值达到设定值时，测得各刚性侧压板的位移及压力。各刚性侧压板的位移可根据各横向加载液压缸受力后所产生的位移，各刚性侧压板的压力可通过设置轮辐式压力传感器测得。

在进行倾斜方向的试验工作时，驱动结构驱动承压台绕由安装槽的内表面形成的圆周的中轴线摆动，摆动到位后驱动结构可使承压台保持在当前位置，此时承压台的上表面处于倾斜状态，支架和纵向加载液压缸相应发生倾斜，但纵向加载液压缸始终与由四个刚性侧压板所围成的腔体正对设置，将散体矸石装入由四个刚性侧压板所围成的腔体内，启动纵向加载液压缸，通过刚性顶压板挤压散体矸石，散体矸石产生压缩，当纵向加载液压缸施加的载荷值达到设定值时，测得各刚性侧压板的位移及压力。