[發(fā)明專(zhuān)利]一種礦山原位充填體力學(xué)評(píng)價(jià)系統(tǒng)及方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010740787.0
• 申請(qǐng)日: 2020-07-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111622807A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-09-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郭利杰;魏曉明;楊小聰;許文遠(yuǎn);劉光生;史采星;李文臣;陳鑫政;李宗楠;楊超;侯國(guó)權(quán)
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 礦冶科技集團(tuán)有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): E21F17/18
• 分類(lèi)號(hào): E21F17/18;E21F15/00
• 代理公司: 北京超凡宏宇專(zhuān)利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 11463
• 代理人: 趙薇

本發(fā)明提供了一種礦山原位充填體力學(xué)評(píng)價(jià)系統(tǒng)及方法，涉及原位充填體力學(xué)評(píng)價(jià)技術(shù)領(lǐng)域，本發(fā)明提供的礦山原位充填體力學(xué)評(píng)價(jià)系統(tǒng)包括依次連接的原位力學(xué)測(cè)試裝置、數(shù)據(jù)采集儀和云端數(shù)據(jù)分析單元；原位力學(xué)測(cè)試裝置用于獲取原位充填體的多項(xiàng)力學(xué)參數(shù)并將多項(xiàng)力學(xué)參數(shù)傳輸至數(shù)據(jù)采集儀；數(shù)據(jù)采集儀用于接收多項(xiàng)力學(xué)參數(shù)并建立力學(xué)信息數(shù)據(jù)庫(kù)；云端數(shù)據(jù)分析單元用于實(shí)時(shí)分析、評(píng)價(jià)力學(xué)信息數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)的參數(shù)并預(yù)警。本發(fā)明提供的礦山原位充填體力學(xué)評(píng)價(jià)系統(tǒng)適用于在全時(shí)序（充填階段、養(yǎng)護(hù)階段、承載階段）過(guò)程中實(shí)時(shí)分析、精準(zhǔn)評(píng)價(jià)原位充填體的力學(xué)性能，該系統(tǒng)通用性強(qiáng)，多參數(shù)采集處理一體化，可為充填采礦安全生產(chǎn)方面提供理論和技術(shù)支撐。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及原位充填體力學(xué)評(píng)價(jià)技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種礦山原位充填體力學(xué)評(píng)價(jià)系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)

充填采礦法在提高礦山回采率、降低貧化率、控制地壓、降低工業(yè)固體廢料排放等方面，具有其它采礦法無(wú)法代替的優(yōu)勢(shì)。目前國(guó)內(nèi)外礦山仍采用傳統(tǒng)的充填設(shè)計(jì)方法，即在地表實(shí)驗(yàn)室環(huán)境中開(kāi)展充填配比試驗(yàn)，并測(cè)試28d養(yǎng)護(hù)齡期的試塊強(qiáng)度。由于井下采場(chǎng)充填料漿在流動(dòng)沉積、固結(jié)和養(yǎng)護(hù)過(guò)程中與地表實(shí)驗(yàn)室不同，因此原位充填體表現(xiàn)出非均勻特性，原位強(qiáng)度分布離散，與設(shè)計(jì)強(qiáng)度相差較大，導(dǎo)致技術(shù)人員在井下充填擋墻布置、充填體強(qiáng)度設(shè)計(jì)及質(zhì)量管控方面具有一定的盲目性，給充填礦山安全生產(chǎn)帶來(lái)巨大隱患。

另外，現(xiàn)有技術(shù)中，原位充填體應(yīng)力測(cè)試儀器通常采用土壓力盒，該儀器埋設(shè)簡(jiǎn)單，適用于長(zhǎng)期測(cè)量土石壩、土堤、邊坡、路基等結(jié)構(gòu)物內(nèi)部土體的壓應(yīng)力，并與便攜式人工讀數(shù)儀配套使用，可直接顯示應(yīng)力值，測(cè)量簡(jiǎn)便、直觀(guān)。但是土壓力盒僅能測(cè)試土體的單向應(yīng)力，無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)原位充填體力學(xué)性能多參數(shù)進(jìn)行測(cè)試，且由于充填料漿為尾砂、水泥和水的混合物，與土壓力盒常規(guī)的接觸介質(zhì)土體不同，會(huì)造成土壓力盒受壓面與充填體不能完全接觸，測(cè)試數(shù)據(jù)精度低，也無(wú)法實(shí)現(xiàn)測(cè)試數(shù)據(jù)連續(xù)采集。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種礦山原位充填體力學(xué)評(píng)價(jià)系統(tǒng)及方法，適用于在全時(shí)序（充填階段、養(yǎng)護(hù)階段、承載階段）過(guò)程中實(shí)時(shí)分析、精準(zhǔn)評(píng)價(jià)原位充填體的力學(xué)性能，通用性強(qiáng)，多參數(shù)采集處理一體化，可為充填采礦安全生產(chǎn)方面提供理論和技術(shù)支撐。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供以下技術(shù)方案：

第一方面，本發(fā)明提供一種礦山原位充填體力學(xué)評(píng)價(jià)系統(tǒng)，包括依次連接的原位力學(xué)測(cè)試裝置、數(shù)據(jù)采集儀和云端數(shù)據(jù)分析單元；

所述原位力學(xué)測(cè)試裝置用于獲取原位充填體的多項(xiàng)力學(xué)參數(shù)并將多項(xiàng)所述力學(xué)參數(shù)傳輸至所述數(shù)據(jù)采集儀；

所述數(shù)據(jù)采集儀用于接收多項(xiàng)所述力學(xué)參數(shù)并建立力學(xué)信息數(shù)據(jù)庫(kù)；

所述云端數(shù)據(jù)分析單元用于實(shí)時(shí)分析、評(píng)價(jià)所述力學(xué)信息數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)的參數(shù)并預(yù)警。

進(jìn)一步地，所述原位力學(xué)測(cè)試裝置包括框架以及安裝于所述框架上的多種傳感器。

進(jìn)一步地，多種所述傳感器包括振弦應(yīng)力傳感器、孔隙水壓力傳感器、基質(zhì)吸力傳感器、溫度-濕度-電導(dǎo)集成傳感器以及傾斜測(cè)量?jī)x中的至少兩個(gè)。

進(jìn)一步地，所述振弦應(yīng)力傳感器包含承壓圓殼、應(yīng)力感應(yīng)模塊以及位于所述應(yīng)力感應(yīng)模塊內(nèi)的溫度補(bǔ)償模塊，所述應(yīng)力感應(yīng)模塊與所述承壓圓殼連接。

進(jìn)一步地，所述框架的外表面呈立方體結(jié)構(gòu)。

進(jìn)一步地，所述振弦應(yīng)力傳感器配置為三個(gè)，三個(gè)所述振弦應(yīng)力傳感器分別安裝于所述框架的不同表面，且三個(gè)所述振弦應(yīng)力傳感器所安裝的表面正交；

所述孔隙水壓力傳感器安裝于所述框架的側(cè)面，且所述孔隙水壓力傳感器豎直安裝；

所述傾斜測(cè)量?jī)x安裝于所述框架的底部；

所述基質(zhì)吸力傳感器和所述溫度-濕度-電導(dǎo)集成傳感器均安裝于所述傾斜測(cè)量?jī)x的側(cè)方。