[发明专利]一种充填料原位性能相似模拟实验装置及使用方法

权利要求书

1.一种充填料原位性能相似模拟实验装置，其特征在于：包括半封闭盛料箱(12)、加固筋(13)、滤水口(4)、滤水管(11)、软尺(10)、烧杯(3)、卡槽(2)、透明塑料板(1)、传感器(7)及传感器固定杆(5)，半封闭盛料箱(12)正面边框处设置卡槽(2)，透明塑料板(1)插入卡槽(2)，半封闭盛料箱(12)内部一侧面沿高度方向均匀布置传感器固定杆(5)，传感器(7)固定在传感器固定杆(5)上，最下部的传感器固定杆(5)的下方留有滤水口(4)，滤水管(11)从半封闭盛料箱(12)上部深入，并从半封闭盛料箱(12)一侧下部的滤水口(4)伸出，滤水管(11)末端设置烧杯(3)，用于测量泌水量；加固筋(13)焊接在卡槽(2)上防止箱体受力变形，软尺(10)粘在透明塑料板(1)上测量料浆沉降高度；传感器(7)连接数据采集器(9)，数据采集器(9)通过电缆(8)连接电脑(6)。

2.根据权利要求1所述的充填料原位性能相似模拟实验装置，其特征在于：所述半封闭盛料箱(12)的底面、左侧面、右侧面和后面由钢板焊接而成，前面与顶面为腾空面，前面边框处焊接卡槽(2)用于插入透明塑料板(1)，顶面开口进料；透明塑料板(1)与卡槽(2)采用密封配合连接，可拆卸。

3.根据权利要求1所述的充填料原位性能相似模拟实验装置，其特征在于：所述半封闭盛料箱(12)高度大于1.0m，短边大于0.5m；半封闭盛料箱(12)内传感器固定杆(5)数量及间距根据矿山实际需要决定。

4.根据权利要求1所述的充填料原位性能相似模拟实验装置的使用方法，其特征在于：包括步骤如下：

S1：根据实验要求，加工半封闭盛料箱(12)、加固筋(13)、滤水口(4)、滤水管(11)、卡槽(2)、透明塑料板(1)及传感器固定杆(5)，将传感器(7)固定于传感器固定杆(5)上并与数据采集器(9)连接，软尺(10)粘在透明塑料板(1)上，烧杯(3)置于滤水管(4)的出水口处；

S2：待充填设备稳定运行后，在搅拌槽与充填钻孔之间取样，将取得的试样倒入半封闭盛料箱(12)内并在养护室静置，记录料浆质量浓度、每次取得料浆质量，其中，取样次数小于等于半封闭盛料箱(12)容积除以盛料桶体积；根据实际传感器(7)位置，最终料浆高度超过最上部传感器(7)高度5.0cm以上；

S3：取样结束后记录料浆液面初始高度，记录开始8h内，每隔10～20min记录一次液面高度和泌水量，8h后每隔30～60min记录一次，直至数据不再发生变化，同时用电脑(6)与数据采集器(9)连接提取数据；

S4：对测量数据进行分析，反演采场泌水率、沉降率，为矿山实际充填提供技术指导。

5.根据权利要求4所述的充填料原位性能相似模拟实验装置的使用方法，其特征在于：所述S4中泌水率计算公式如下：

其中：m为泌水率，％；M_泌水为泌水质量，kg；M_i料浆为第i次取得料浆质量，kg；c为料浆质量浓度，％；N为取样次数。

6.根据权利要求4所述的充填料原位性能相似模拟实验装置的使用方法，其特征在于：所述S4中沉降率计算公式如下：

其中：n为沉降率，％；N_液面为液面下降高度，cm；N_初始为初始液面高度，cm。