[實用新型]一種用于制作礦山膏體充填材料的標準試模

有效

• 申請號: 201320830192.X
• 申請日: 2013-12-16
• 公開（公告）號: CN203606194U
• 公開（公告）日: 2014-05-21
• 發明（設計）人: 劉音;張浩強;張升堂;張保良;王其峰;張海云;江寧;陳軍濤
• 申請（專利權）人: 山東科技大學
• 主分類號: G01N1/28
• 分類號: G01N1/28
• 代理公司: 濟南舜源專利事務所有限公司 37205
• 代理人: 陳海濱

技術領域

本實用新型屬于礦山膏體充填開采領域，尤其涉及一種用于制作礦山膏體充填材料的標準試模。

背景技術

礦山膏體充填材料是指將膠結料、粉煤灰、河砂、煤矸石等固體廢棄物制作成無臨界流速、不需脫水的柱塞狀結構流漿體。膏體在充填泵或者重力加壓作用下，經管道輸送至采空區，形成一定的強度，有效支撐上覆巖層，達到控制地表下沉的目的。膏體根據材料的不同一般分為矸石膏體和尾砂膏體，前者為膏體時，其最大粒徑一般小于25mm，前者為似膏體時，其最大粒徑一般小于5mm，后者最大粒徑一般小于5mm。近年來，膏體充填技術越來越受到礦山企業的重視，許多科研工作者對其相關材料的性能方面也進行了一定的基礎試驗研究。

在選擇測試膏體的強度試驗方法時，尤其當需要測試膏體的變形性能或者三軸試驗時，需要得到Φ50mm×100mm的圓柱體標準試件。目前，一般有兩種方式得到上述試件，一種是從充填工作區域現場通過鉆芯機取芯，另一種是在實驗室中先制作成150mm×150mm×150mm的試塊，然后通過鉆芯機從中取芯。

采用上述試驗方法時，大多存在以下一種或幾種問題：

（1）現場取芯必須到井下充填工作區域，取芯工作復雜，費時費力；

（2）現場取到的試件不能精確確定材料水化的時間，所得到的力學數據不能準確為現場提供依據；

（3）實驗室制作膏體材料時，須先在150mm×150mm×150mm的模具中成型，待具有一定的強度（一般要大于3MPa）的時候才能用取芯機取芯，不能測定其前期（如8h，1d，3d，7d，15d等）的變形性能等相關力學性質；

（4）實驗室制作膏體材料時，材料耗費比較多，且取芯不一定能成功，一般一個大模具中只能取出2～3個圓柱體標準試件，遠遠不能滿足試驗需求；

（5）實驗室制作膏體材料時，取出芯之后，后期工序復雜，需要再經過切割、打磨等工序才能制作成標準試件。

由此可見，現有技術有待于進一步的改進和提高。

實用新型內容

本實用新型為避免上述現有技術存在的不足之處，提供了一種易于操作、材料耗費低、試驗效率高的用于制作礦山膏體充填材料的標準試模。

本實用新型所采用的技術方案為：

一種用于制作礦山膏體充填材料的標準試模，包括底模板及位于所述底模板上方的結構相同的第一側模板和第二側模板；所述第一、第二側模板上均布有多個上下貫通的半圓柱形內腔且第一、第二側模板至少通過一組凹凸結構相互嚙合形成上模具；所述底模板、第一側模板及第二側模板通過夾緊實現三者間的定位。

所述凹凸結構包括設置在所述第一側模板上的第一凹槽、第一凸起及設置在第二模板上的與第一凹槽位置相對且相互適配的第二凸起、與第一凸起位置相對且相互適配的第二凹槽。

所述底模板包括呈長條狀的底模板主體，所述底模板主體的左、右兩側均固連有第一定位板，所述第一定位板上開設有第一定位孔；所述第一、第二側模板均包括側模板主體，所述側模板主體的左右兩側均固連有第二定位板，所述第二定位板上開設有第二定位孔。

所述夾緊機構包括螺栓和螺桿，所述螺栓有兩根，其分別貫穿位于上述第一、第二側模板同側的第二定位板上的第二定位孔后通過鎖緊螺母實現第一、第二側模板的夾緊定位；所述各螺栓與上述第一定位孔的相對位置處開設有第三定位孔，所述螺桿有兩根，其分別貫穿第三定位孔和第一定位孔后通過鎖緊螺母實現第一、第二側模板和底模板間的夾緊定位。

所述底模板的寬度與上模具的寬度相等。

所述第一、第二側模板上的半圓柱形內腔均有四個。

所述各半圓柱形內腔的高度為100mm、半徑為25mm。

所述第一定位板和第二定位板均呈圓弧狀。

由于采用了上述技術方案，本實用新型所取得的有益效果為：

1、利用本實用新型，在實驗室中就可以配制膏體材料并進行相關的力學性能測試，而不用到現場取芯，既節省人力又節省物力。

2、利用本實用新型制作膏體試件，材料耗費很少，相比在150mm×150mm×150mm的試模中，其材料耗費可以節省83%～88%，大大節約了成本。

3、利用本實用新型每次可同時制作多個膏體試件，試件的成型條件相同，從而保證了試件的均勻性和一致性，減少了因試件條件的不同而導致的試驗誤差。

4、利用本實用新型可一次成型多個相同的膏體試件，從而可以測定試件各個養護齡期的力學性能，而不僅僅是最終強度，為礦山各個時期充填體的性能提供了最為精確的科學依據。