[发明专利]测定充填散体对倾斜边壁作用范围的装置及其使用方法

说明书

本发明涉及一种测定充填散体对倾斜边壁作用范围的装置及其使用方法，其中，包括主框架、充填散体测定组件、弹性件和施力机构；充填散体测定组件安装在主框架内部的测定区，充填散体测定组件包括左右两个边壁板、左右两个连接件、两个挡板和底板；通过充填散体测定组件以形成开口向上的充填散体承装空间；施力机构与两个连接件位于接合状态时，弹性件处于拉伸状态，两个边壁板分别有一定的倾斜角度；施力机构与两个连接件从接合状态同步进入脱离状态时，弹性件带动两个边壁板朝向相反方向转动。其有益效果是，可以获取不同条件下充填散体对倾斜边壁的作用范围，填补了评价散体填充效果以及散体填充设计存在的理论缺陷。

技术领域

本发明涉及采矿技术领域，尤其涉及一种测定充填散体对倾斜边壁作用范围的装置及其使用方法。

背景技术

目前，随着采矿业的发展以及环保要求的提高，越来越多矿山企业将废石、尾砂等材料充填至采场内，用于维护围岩的稳固，避免地表沉陷。充填散体的力学性质介于水和固体之间，其与围岩的力学作用非常复杂。国内外学者对充填散体侧向压力和垂直压力开展了大量理论研究。

现阶段，主要的充填散体垂直压力计算公式都是以平行边壁二维采场内微元为研究对象，建立极限平衡方程获得的，其推导过程是建立在充填散体的侧压力系数为固定值的基础上。然而，在急倾斜采场内，充填散体对边壁和底板岩体的作用是非常复杂的，只有在准确获取采场内的充填散体与倾斜边壁岩体的力学作用范围基础上，才能进一步揭示围岩和充填散体的相互作用机理，得到准确的充填散体侧压力系数，进而建立精确的充填散体对岩体作用力的理论公式，该理论公式是评价充填散体填充效果以及充填散体填充设计的重要依据。

故亟需一种适用范围广以及准确度高的测定充填散体对倾斜边壁作用范围的装置及其使用方法。

发明内容

(一)要解决的技术问题

鉴于现有技术的上述缺点、不足，本发明提供一种测定充填散体对倾斜边壁作用范围的装置及其使用方法，其解决了现有技术评价充填散体填充效果以及充填散体填充设计存在理论缺陷的技术问题。

(二)技术方案

为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：

第一方面，本发明提供一种测定充填散体对倾斜边壁作用范围的装置，包括主框架、充填散体测定组件、弹性件和施力机构。充填散体测定组件安装在主框架内部的测定区，充填散体测定组件包括左右两个边壁板、左右两个连接件、两个挡板和底板。两个边壁板的底端可转动的连接在测定区的底部，底板位于两个边壁板的底端之间，两个挡板安装在测定区的前后侧部，以形成开口向上的充填散体承装空间。两个边壁板的顶端分别通过一个弹性件连接主框架的底部。两个连接件分别连接于施力机构与两个边壁板之间，并且施力机构与两个连接件在接合状态和脱离状态之间可选择的连接。施力机构与两个连接件位于接合状态时，弹性件处于拉伸状态，两个边壁板分别有一定的倾斜角度。施力机构与两个连接件从接合状态同步进入脱离状态时，弹性件带动两个边壁板朝向相反方向转动。

可选地，施力机构为伸缩机构，两个边壁板的内侧与伸缩机构的动力输出端可选择的连接，两个边壁板的外侧与弹性件连接。

可选地，前后设置的两个挡板的内侧与两个边壁板底端的前后两侧抵接。挡板的底端与底板的顶部抵接。挡板由透明材料制成。挡板上具有标高刻度，以底板的顶部为起始标高。

可选地，测定区的底部具有互相平行且可选择相距距离的两个框架杆。两个边壁板的底端分别可转动的安装在两个框架杆上。

可选地，底板包括可左右滑动的第一板体和第二板体。第一板体和第二板体滑动安装在两个框架杆之间，第一板体和第二板体分别可左右滑动至抵接两个框架杆中的任意一个。

可选地，弹性件为弹性绳。

可选地，边壁板的两侧端部均具有沿侧部边缘垂直伸出的端板。