[發(fā)明專利]一種充填膏體中骨料沉降的測試裝置及方法

有效

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• 申請日: 2017-03-22
• 公開（公告）號: CN106932319B
• 公開（公告）日: 2019-11-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 戚庭野;馮國瑞;李化運;郭育霞;王澤華;杜獻(xiàn)杰;張聰俐;劉國艷
• 申請（專利權(quán)）人: 太原理工大學(xué)
• 主分類號: G01N15/04
• 分類號: G01N15/04
• 代理公司: 太原市科瑞達(dá)專利代理有限公司 14101
• 代理人: 申艷玲

本發(fā)明公開了一種充填膏體中骨料沉降的測試裝置，包括試件筒和極化率測試裝置；所述試件筒為帶有底板的有機(jī)玻璃圓筒，所述極化率測試裝置包括電源、電極、導(dǎo)線、單片機(jī)、信號放大器、信號轉(zhuǎn)換器、PC計算機(jī)；電極分為供電電極和測量電極，測量電極上部端頭通過導(dǎo)線與信號放大器連接，信號放大器連接信號轉(zhuǎn)換器，信號轉(zhuǎn)換器通過導(dǎo)線與單片機(jī)連接。本發(fā)明通過測量試件在測試過程中，不同位置的極化率的變化情況來判斷充填膏體在凝固過程中骨料是否發(fā)生沉降，不同位置離子不同，極化率就會不同。本發(fā)明通過測量不同部位的極化率來判斷充填膏體中骨料的沉降，測試所需時間短；測試效率高，能快速判斷骨料是否沉降。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種充填膏體中骨料沉降的測試裝置及方法，屬于煤礦開采膏體充填技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

膏體充填開采可以解決我國煤礦對水資源、土地、建筑物等造成破壞的一種方法，相對于傳統(tǒng)的垮落式開采，可以防止采空區(qū)塌陷，保護(hù)環(huán)境；有利于提高開采的安全性；能有效解放“三下”的殘存的煤柱，提高資源的利用率，延長了礦井的服務(wù)年限；有效利用廢棄的矸石等，進(jìn)行廢棄物的綜合利用。

膏體充填是指把物料制作成“無臨界流速、不需脫水”的膏狀漿體，通過泵壓和重力作用，經(jīng)過管道輸送帶礦井下，適時充填采空區(qū)的方法。

充填膏體是由不同粒徑骨料混合而成的充填體，因此需要滿足在泵送管道中保持初始狀態(tài)的均勻性，不會出現(xiàn)沉降、分層、離析等現(xiàn)象。膏體充填料中骨料的離析必然導(dǎo)致沉降,在輸送過程中，料漿發(fā)生沉降會造成管道堵塞。堵管不僅影響充填作業(yè)的正常進(jìn)行，給整個充填系統(tǒng)造成重大經(jīng)濟(jì)損失。骨料的沉降使得充填膏體的強(qiáng)度有所減小，有可能達(dá)不到預(yù)期的控制效果。所以，通過實驗測試充填膏體骨料沉降的程度，防止出現(xiàn)分層影響充填效果成為亟待解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在提供一種充填膏體中骨料沉降的測試裝置及方法，為解決充填膏體中骨料沉降檢測提供了幫助。

本發(fā)明提供了一種充填膏體中骨料沉降的測試裝置，包括試件筒、極化率測試裝置；

所述試件筒為帶有底板的有機(jī)玻璃圓筒，試件筒內(nèi)設(shè)有充填膏體試件，試件筒的前后兩側(cè)標(biāo)有刻度線，左右兩側(cè)對稱設(shè)有凹槽；

所述極化率測試裝置設(shè)置在試件筒外側(cè)；

所述極化率測試裝置包括電源、電極、導(dǎo)線、單片機(jī)、信號放大器、信號轉(zhuǎn)換器、PC計算機(jī)；電極分為供電電極和測量電極，一個供電電極和一個測量電極連接起來作為一組電極，供電電極和對應(yīng)的測量電極分別固定在試件筒兩側(cè)的凹槽內(nèi)，在供電電極的上部端頭連接的導(dǎo)線與電源連接，供電電極和測量電極的中部通過銅導(dǎo)線連接，測量電極上部端頭通過導(dǎo)線與信號放大器連接，信號放大器連接信號轉(zhuǎn)換器，信號轉(zhuǎn)換器通過導(dǎo)線與單片機(jī)連接，信號轉(zhuǎn)換器把電極測量的極化率信號轉(zhuǎn)換為電信號傳送給單片機(jī)；單片機(jī)與PC計算機(jī)連接。

上述裝置中，所述凹槽分別設(shè)置在試件筒內(nèi)壁的左右兩側(cè)；左右對稱的凹槽內(nèi)分別設(shè)置一組電極，每組電極由一個供電電極和一個測量電極組成，供電電極與測量電極之間互不影響，電極底部與試件筒底部接觸。

進(jìn)一步地，所述供電電極和測量電極之間通過導(dǎo)線連接，電極與凹槽不直接接觸，電極與凹槽之間設(shè)有硬海綿，所述硬海綿是經(jīng)CuSO₄溶液浸泡的硬海綿。選用的硬海綿是為了防止膏體發(fā)生泌水進(jìn)入電極處影響測試結(jié)果。

上述裝置中，所述單片機(jī)選用MSC-51系列中的8031單片機(jī)，信號放大器選用ISOEM A-P-O系列，信號轉(zhuǎn)換器選用模數(shù)轉(zhuǎn)換器。所述信號轉(zhuǎn)換器是把測量電極測量的極化率信號轉(zhuǎn)換為電信號傳送給單片機(jī)。

本發(fā)明提供了一種充填膏體中骨料沉降的測試方法，通過測量試件在測試過程中，不同位置的極化率的變化情況來判斷充填膏體在凝固過程中骨料是否發(fā)生沉降，不同位置離子不同，極化率就會不同；其具體按下列步驟進(jìn)行：