[发明专利]测定矿岩散体孔隙度及其分布的装置和方法

说明书

本发明提供一种测定矿岩散体孔隙度及其分布的装置和方法，属于散体物理力学性质测定技术领域，装置包括试验容器、检测机构、加压机构以及控制系统，试验容器包括连通的液位筒和试样筒；检测机构包括称重器、测距仪和注水管，称重器设置在所述试验容器的底部，用于测定重量；测距仪设置在所述液位筒的上方，用于测定与液位筒内液面的间距；注水管与水源连通，用于向所述液位筒内注水；加压机构设置在试样筒的上方，用于对试样筒内的试样施加压力并输出压力信号；控制系统与检测机构、加压机构连接，用于对数据进行处理、分析。本发明可以测定矿岩散体试样不同垂直压力下的孔隙度以及垂直方向上孔隙度的连读分布情况，更有利于对矿岩散体的研究。

技术领域

本发明属于散体物理力学性质测定技术领域，具体涉及一种测定矿岩散体孔隙度及其分布的装置，另外，本发明还涉及测定矿岩散体孔隙度及其分布的方法。

背景技术

矿岩散体的孔隙度是指散体的孔隙体积占总体积的百分比。在地下金属矿山采矿过程中，采场中矿岩散体的孔隙度影响着崩落体、放出体、松动体的形成，以及影响着矿石的损失贫化。因此准确测定矿岩散体孔隙度，对于进一步研究散体的流动性、降低矿石损失贫化、优化采场结构参数等具有重要的指导意义。

目前，现有技术用于测定矿岩散体孔隙度的装置包括实验箱体、监测机构和控制系统，具体测定时，在实验箱体的内胆中加入待测散体，并将散体的上表面铺平，控制系统制电动推杆驱动内胆盖向下运行，当内胆盖触及内胆中的散体上表面时，电动推杆停止运行，电动推杆的行程由计算机记录；然后向内胆注入水，当内胆中的水面触及液位开关时，关闭电磁阀，散体吸水后，水面下降，当下降距离达到液位开关阈值时，开启电磁阀补水，循环补水吸水，直至水面不再下降，即散体吸水饱和；最后抽出内胆中散体吸水饱和后多余的水，记录散体吸水饱和后的重量，根据对应的公式对孔隙率进行计算即可。该现有技术实现了实验过程的自动化，能够降低人为因素对实验过程的影响。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下缺陷：

上述现有技术只是用于测定矿岩散体的孔隙度，但是随着矿山开采深度的增加，覆盖层的厚度增加(即垂直压力在增加)，需要确定不同垂直压力下矿岩散体的孔隙度及在垂直方向上孔隙度连续分布情况，而上述现有技术则不能实现矿岩散体孔隙度分布的测定。

发明内容

基于上述背景问题，本发明旨在提供一种测定矿岩散体孔隙度及其分布的装置，能够实现不同垂直压力下矿岩散体孔隙度的连续分布规律的测定；本发明的另一目的是提供一种测定矿岩散体孔隙度及其分布的方法。

为达到上述目的，一方面，本发明实施例提供的技术方案是：

测定矿岩散体孔隙度及其分布的装置，包括：试验容器、检测机构、加压机构以及控制系统，所述试验容器包括：

液位筒，用于供水注入；

试样筒，与所述液位筒的底部连通，用于供试样装填；

所述检测机构包括：

称重器，设置在所述试验容器的底部，用于测定重量；

测距仪，设置在所述液位筒的上方，用于测定与液位筒内液面的间距；

注水管，与水源连通，用于向所述液位筒内注水；

所述加压机构设置在所述试样筒的上方，用于对试样筒内的试样施加压力并输出压力信号；

所述控制系统与所述检测机构、加压机构连接，用于对数据进行处理、分析。

在一个实施例中，所述注水管上设有电磁阀，且所述注水管的出水端设有起泡器。

在一个实施例中，所述检测机构还包括移动支架，所述移动支架用于固定安装所述测距仪和注水管。