[發(fā)明專(zhuān)利]一種充填采場(chǎng)模擬裝置及模擬方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110058744.9
• 申請(qǐng)日: 2021-01-16
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112901259A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-06-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫偉;李金鑫;張盛友;趙建光;盧開(kāi)放;高通;李兆宇
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 昆明理工大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): E21F15/00
• 分類(lèi)號(hào): E21F15/00;G01N33/00;G01N3/00;G01N11/00;G01N25/00
• 代理公司: 北京康達(dá)聯(lián)禾知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11461
• 代理人: 郭普堂

本發(fā)明公開(kāi)了一種充填采場(chǎng)模擬裝置及模擬方法，包括采空區(qū)模擬箱、充填系統(tǒng)、控溫系統(tǒng)、加濕系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)；通過(guò)向采空區(qū)模擬箱注入攪拌好的料漿，注入一定高度后停止排放，待充填體固化后，打開(kāi)手持式三維掃面儀對(duì)充填體坡面形狀進(jìn)行掃描并在控制器端實(shí)時(shí)輸出坡面形狀的重構(gòu)模型，研究料漿的流動(dòng)規(guī)律及堆積形態(tài)，通過(guò)排水系統(tǒng)排出水的質(zhì)量計(jì)算料漿的泌水率及沉縮率。待采空區(qū)充滿后，打開(kāi)控溫加濕系統(tǒng)根據(jù)實(shí)際采場(chǎng)內(nèi)部溫度及濕度對(duì)采空區(qū)內(nèi)部充填體進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)一段時(shí)間后，拆除模擬箱，對(duì)其內(nèi)部充填體進(jìn)行開(kāi)鉆取芯，測(cè)量其強(qiáng)度分布。本發(fā)明操作簡(jiǎn)單，使用方便，可重現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)充填的整個(gè)過(guò)程，以便對(duì)整個(gè)礦山充填工藝進(jìn)行改進(jìn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于模擬充填采礦方法，具體地說(shuō)，涉及一種充填采場(chǎng)模擬裝置及模擬方法。

背景技術(shù)

隨著淺部資源的枯竭，資源開(kāi)采逐漸向深部發(fā)展，深部開(kāi)采不可避免的會(huì)遇到高溫、高地壓等問(wèn)題。許多金屬礦山仍是采用階段空?qǐng)鏊煤蟪涮畈傻V法，采場(chǎng)高度通常在30～60m，充填體體積達(dá)到數(shù)萬(wàn)立方米，且由于地?zé)峒暗叵滤拇嬖跁?huì)提高采場(chǎng)的溫度及濕度，對(duì)充填體強(qiáng)度帶來(lái)一定的負(fù)面影響。很多研究均是通過(guò)實(shí)驗(yàn)室制作小型試件的方法，以此確定現(xiàn)場(chǎng)充填體的強(qiáng)度，該方法過(guò)于片面，不足以反應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)充填體的實(shí)際強(qiáng)度，存在較大誤差。現(xiàn)場(chǎng)充填過(guò)程中由于下料點(diǎn)及下料方式的不同，料漿會(huì)產(chǎn)生不同的流動(dòng)規(guī)律及堆積形態(tài)，其結(jié)果會(huì)導(dǎo)致不同位置的充填體其強(qiáng)度存在較大差異。所以對(duì)入料位置、入料方式及溫度變化對(duì)現(xiàn)場(chǎng)充填體強(qiáng)度變化的影響規(guī)律展開(kāi)研究是非常有必要的。

有鑒于此特提出本發(fā)明。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種充填采場(chǎng)模擬裝置及模擬方法，包括采空區(qū)模擬箱、充填系統(tǒng)、控溫系統(tǒng)、加濕系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)；通過(guò)向采空區(qū)模擬箱注入攪拌好的料漿，注入一定高度后停止排放，待充填體固化后，打開(kāi)手持式三維掃面儀對(duì)充填體坡面形狀進(jìn)行掃描并在控制器端實(shí)時(shí)輸出坡面形狀的重構(gòu)模型，研究料漿的流動(dòng)規(guī)律及堆積形態(tài)，通過(guò)排水系統(tǒng)排出水的質(zhì)量計(jì)算料漿的泌水率及沉縮率。待采空區(qū)充滿后，打開(kāi)控溫加濕系統(tǒng)根據(jù)實(shí)際采場(chǎng)內(nèi)部溫度及濕度對(duì)采空區(qū)內(nèi)部充填體進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)一段時(shí)間后，拆除模擬箱，對(duì)其內(nèi)部充填體進(jìn)行開(kāi)鉆取芯，測(cè)量其強(qiáng)度分布。可重現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)充填的整個(gè)過(guò)程，以便對(duì)整個(gè)礦山充填工藝進(jìn)行改進(jìn)。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用技術(shù)方案的基本構(gòu)思是：

一種充填采場(chǎng)模擬裝置，包括采空區(qū)模擬箱、充填系統(tǒng)、控溫系統(tǒng)、加濕系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)；

采空區(qū)模擬箱的左側(cè)及右側(cè)設(shè)有用于放置充填管道的梁結(jié)構(gòu)，梁結(jié)構(gòu)呈冂型，梁結(jié)構(gòu)可移動(dòng)安裝在裝置底座上，并橫跨在采空區(qū)模擬箱上方，梁結(jié)構(gòu)上部設(shè)有固定充填管道的可移動(dòng)固定板；

充填系統(tǒng)包括攪拌桶、充填管道、壓力泵，充填管道一端與攪拌桶連接，另一端為出漿口端，該端安裝在固定板上，壓力泵串聯(lián)在充填管道上；

控溫系統(tǒng)包括電阻絲、控溫按鈕、顯示屏，電阻絲安裝在裝置底座上，控溫按鈕、顯示屏安裝在裝置底座一側(cè)邊上；

加濕系統(tǒng)包括噴頭、水泵，噴頭為若干個(gè)，安裝在采空區(qū)右側(cè)梁結(jié)構(gòu)的上部左側(cè)與右側(cè)，將噴頭通過(guò)管道與水泵相連；

數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)包括手持式三維掃描儀、控制器，手持式三維掃描儀安裝在右側(cè)梁結(jié)構(gòu)的頂部中間位置，手持式三維掃描儀與控制器電連接。

進(jìn)一步地，所述裝置底座呈長(zhǎng)方體狀，中間設(shè)有模擬箱固定凹槽，采空區(qū)模擬箱設(shè)置在模擬箱固定凹槽內(nèi)；所述裝置底座的前后側(cè)設(shè)有滑道，梁結(jié)構(gòu)底部設(shè)有滑輪，滑輪與滑道配合。

進(jìn)一步地，所述梁結(jié)構(gòu)上部設(shè)有滑道，固定板底部設(shè)有滑輪，滑輪與滑道滑動(dòng)配合。

進(jìn)一步地，所述采空區(qū)模擬箱左側(cè)及右側(cè)均設(shè)有排水系統(tǒng)，排水系統(tǒng)包括排水板、排水槽、排水孔、排水管，排水板內(nèi)側(cè)貼有編織袋，排水板上設(shè)有若干排水孔，排水槽位于排水板底部，排水孔匯流于排水槽，排水槽與排水管道連接。