一種嗣后充填采場充填體強(qiáng)度分布規(guī)律測試方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種嗣后充填采場充填體強(qiáng)度分布規(guī)律測試方法，屬于礦山充填理論與技術(shù)領(lǐng)域。按如下步驟進(jìn)行：構(gòu)筑長方體料漿槽，均勻放置數(shù)個三聯(lián)模具制作實(shí)驗(yàn)試樣，按照與采場相同的水泥、尾砂配比和質(zhì)量濃度制備充填料漿，并將其按計(jì)算的流速和流量通過下料漏斗向料漿槽中注入料漿槽。取出三聯(lián)模具中的試樣進(jìn)行編號并放置于高低溫養(yǎng)護(hù)箱進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，對試樣進(jìn)行測試，結(jié)合試塊在料漿槽所處的位置繪制充填體強(qiáng)度與料漿流動方向長度的關(guān)系曲線。本發(fā)明對填充好的采場不會進(jìn)行破壞測試強(qiáng)度結(jié)果與實(shí)際強(qiáng)度值誤差小，便于重復(fù)試驗(yàn)驗(yàn)證，能夠準(zhǔn)確反應(yīng)采場充填體強(qiáng)度分布規(guī)律，便于采場充填體的研究。
【專利說明】
一種嗣后充填采場充填體強(qiáng)度分布規(guī)律測試方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及一種嗣后充填采場充填體強(qiáng)度分布規(guī)律測試方法，屬于礦山充填理論 與技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 礦山充填體強(qiáng)度是充填體的重要力學(xué)參數(shù)，是采場充填體質(zhì)量評價(jià)的重要指標(biāo)之 一。然而，充填料漿在嗣后充填采場流動過程中易發(fā)生離析分層，造成充填體強(qiáng)度分布呈明 顯不均勻性，嚴(yán)重影響充填體質(zhì)量，威脅采場生產(chǎn)安全。目前，國內(nèi)普遍采用地質(zhì)鉆孔按一 定的養(yǎng)護(hù)齡期在已充填采場的不同位置鉆取充填體芯，按照高徑比為2:1制作試驗(yàn)試樣，采 用量程低于600kN的壓力機(jī)測試其強(qiáng)度，研究其分布規(guī)律。然而，由于充填體強(qiáng)度受水的影 響較為嚴(yán)重，而地質(zhì)鉆孔多采用濕式鑿巖法來鉆取充填體芯，同時鉆具在鉆取過程中對充 填體芯會造成一定的損傷，導(dǎo)致測試的試樣強(qiáng)度值與實(shí)際有較大的誤差，影響采場充填體 強(qiáng)度分布規(guī)律研究的準(zhǔn)確性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，本發(fā)明旨在提供一種嗣后充填采場充填體強(qiáng) 度分布規(guī)律測試方法，可以準(zhǔn)確地獲得不同水泥、尾砂配比和不同質(zhì)量濃度(指固體質(zhì)量百 分比）的充填料漿在嗣后充填采場中的強(qiáng)度分布規(guī)律。
[0004] 本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下： 一種嗣后充填采場充填體強(qiáng)度分布規(guī)律測試方法，按如下步驟進(jìn)行： 一種嗣后充填采場充填體強(qiáng)度分布規(guī)律測試方法，按如下步驟進(jìn)行： 步驟一:構(gòu)筑長方體料漿槽，其頂部開口，長度方向一側(cè)采用鋼筋網(wǎng)和土工布構(gòu)筑，其 余板面采用相同材料構(gòu)筑，長度方向另一側(cè)設(shè)置有下料漏斗； 步驟二:在料漿槽內(nèi)放置數(shù)層三聯(lián)模具，相鄰層的三聯(lián)模具間距相等，每層三聯(lián)模具的 排布形式一致； 步驟三:根據(jù)弗勞德相似準(zhǔn)則結(jié)合采場充填料漿的流速和流量計(jì)算試驗(yàn)中料漿流入料 漿槽的流速和流量，然后按照與采場相同的水泥、尾砂配比和質(zhì)量濃度制備充填料漿，并將 充填料漿按計(jì)算的流速和流量通過下料漏斗向料漿槽中注入； 步驟四：料漿注滿料漿槽達(dá)到48小時以上，拆除料漿槽，取出料漿槽內(nèi)放置的三聯(lián)模 具，刮去三聯(lián)模具上部多余的充填體，脫去三聯(lián)模具，將試塊進(jìn)行編號并放置于高低溫養(yǎng)護(hù) 箱進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)時間與米場養(yǎng)護(hù)時間相同； 步驟五:對養(yǎng)護(hù)后的試樣進(jìn)行測試，采用量程低于600kN的壓力機(jī)對各試塊的單軸抗壓 強(qiáng)度進(jìn)行測試，得出該養(yǎng)護(hù)齡期下其抗壓強(qiáng)度，結(jié)合試塊在料漿槽所處的位置繪制充填體 強(qiáng)度與料漿流動方向長度的關(guān)系曲線，進(jìn)而得出該水泥、尾砂配比和該質(zhì)量濃度的充填體 在米場中的強(qiáng)度分布規(guī)律。
[0005] 采用上述技術(shù)方案的本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其有益效果是： 本發(fā)明對填充好的采場不會進(jìn)行破壞，設(shè)計(jì)簡單，測試強(qiáng)度結(jié)果與實(shí)際強(qiáng)度值誤差小， 準(zhǔn)確性高，操作簡單，便于重復(fù)試驗(yàn)驗(yàn)證，能夠準(zhǔn)確反應(yīng)采場充填體強(qiáng)度分布規(guī)律，便于采 場充填體穩(wěn)定性研究。
[0006]本發(fā)明的優(yōu)選方案是： 步驟三中，料漿流入料漿槽的流量和流速計(jì)算公式為： a. 料漿槽各邊尺寸與采場對應(yīng)各邊尺寸的比例尺4
上述公式中： 枓漿槽長、寬、高尺寸，單位:m， 米場長、寬、尚尺寸'單位:m' b. 料漿注入料漿槽的流速 v =￡a5*v m ? ρ 上述公式中： &采場中充填料衆(zhòng)充填時的流速，單位:m/s; c. 料漿注入料漿槽的流量％ Qm<KQP %采場中充填料漿充填時的流量，單位:Vmin。
[0007]步驟二中，三聯(lián)模具在料漿槽長度方向上放置9列成1行，該9列居中設(shè)置在料漿槽 內(nèi)，各列間距為30cm;在高度方向上放置4層，各層由下到上沿高度方向分別位于料漿槽高 度的 1/8、3/8、5/8、7/8 位置。
[0008] 步驟二中，三聯(lián)模具開口方向與料漿流動方向相向設(shè)置，三聯(lián)模具中的每一單元 體分別呈槽鋼式結(jié)構(gòu)。
[0009] 步驟四中，高低溫養(yǎng)護(hù)箱中設(shè)定的溫度和濕度與采場監(jiān)測的溫、濕度值相同。
[0010]步驟二中，三聯(lián)模具上涂有機(jī)油。
[0011] 步驟一中構(gòu)筑的長方體料漿槽長3.0m，寬1.0m，高1.0m。
[0012] 步驟一中選用的鋼筋網(wǎng)網(wǎng)度為50mmX 50mm、鋼筋網(wǎng)絲直徑為8mm。
[0013] 步驟一中，其余板面采用厚度為5cm的鋼板構(gòu)筑。
[0014] 相鄰鋼板間采用角鋼連接并用密封膠密封，角鋼與鋼板之間采用焊接固定。
[0015] 步驟二中，各個三聯(lián)模具與料漿槽板面之間采用螺栓和螺母連接固定。
[0016] 料漿槽板面和螺母之間設(shè)有墊片。
[0017] 步驟一中，土工布位于料漿槽的內(nèi)側(cè)，鋼筋網(wǎng)位于料漿槽的外側(cè)，且土工布和鋼筋 網(wǎng)相鄰設(shè)置。
【附圖說明】
[0018] 圖1為本發(fā)明選用的料漿槽的俯視圖。
[0019] 圖2為圖1的A-A剖面圖。
[0020] 圖3為圖1的B-B剖面圖。
[0021 ]圖4為1/8水平充填體強(qiáng)度沿料漿流動方向上強(qiáng)度變化曲線。
[0022 ]圖5為3/8水平充填體強(qiáng)度沿料漿流動方向上強(qiáng)度變化曲線。
[0023 ]圖6為5/8水平充填體強(qiáng)度沿料漿流動方向上強(qiáng)度變化曲線。
[0024]圖7為7/8水平充填體強(qiáng)度沿料漿流動方向上強(qiáng)度變化曲線。
[0025]圖中：下料漏斗1，三聯(lián)模具2，料漿槽3，螺栓4，墊板5，螺母6，土工布7，鋼筋網(wǎng)8。
【具體實(shí)施方式】
[0026]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】詳述本發(fā)明： 實(shí)施例1 步驟一:構(gòu)筑長方體料漿槽3，其頂部開□，長3.0m、寬1.0m、高1.0m。長度方向一側(cè)設(shè)置 有下料漏斗1，另一側(cè)采用土工布和7鋼筋網(wǎng)8構(gòu)筑濾水擋墻，土工布在內(nèi)側(cè)，鋼筋網(wǎng)在外側(cè)， 鋼筋網(wǎng)的直徑為8mm、網(wǎng)度為50_X 50mm，其余板面采用厚度為5cm的鋼板構(gòu)筑。
[0027]步驟二:在料漿槽3內(nèi)放置涂抹機(jī)油的36套三聯(lián)模具2，三聯(lián)模具36在料漿槽3長度 方向上放置9列成1行，該9列居中設(shè)置在料漿槽內(nèi)（最左側(cè)一列與最右側(cè)的一列與料漿槽3 的間距相等），各列間距為30cm;在高度方向上放置4層，各層由下到上沿高度方向分別位于 料漿槽高度的1/8、3/8、5/8、7/8位置;三聯(lián)模具2開口方向與料漿注入方向相向設(shè)置，三聯(lián) 模具2中的每一單元體分別呈槽鋼式結(jié)構(gòu)，且該三聯(lián)模具中的三個單元體的底面排布于同 一鉛垂面上(所謂開口方向指得是與底面相對應(yīng)的敞口端為開口方向）；三聯(lián)模具2中的每 一單獨(dú)聯(lián)為立方體結(jié)構(gòu)(采用國標(biāo)規(guī)范的70.7mm X 70.7mm X 70.7mm尺寸結(jié)構(gòu)）。
[0028]每套三聯(lián)模具2與料漿槽3的鋼板之間采用螺栓4和螺母6連接固定，鋼板和螺母6 之間設(shè)有墊片5。
[0029] 步驟三:根據(jù)弗勞德相似準(zhǔn)則結(jié)合采場充填料漿的流速和流量計(jì)算試驗(yàn)中料漿流 入料漿槽的流速和流量，然后按照與采場相同的水泥、尾砂配比和質(zhì)量濃度(指固體質(zhì)量百 分比）制備充填料漿，并將其按計(jì)算的流速和流量通過下料漏斗向料漿槽中注入料漿槽。本 實(shí)施例中按照水泥、尾砂配比為1:4、質(zhì)量濃度(指固體質(zhì)量百分比）為70%制備充填料漿，然 后按照流速1=0.5m/s、流量gM=0.54Z/min由下料漏斗1注入料漿槽3內(nèi)。
[0030] 其中，料漿流入料漿槽的流量和流速計(jì)算公式為： a. 料漿槽各邊尺寸與采場對應(yīng)各邊尺寸的比例尺&
b. 料漿注入料漿槽的流速
c.料漿注入料漿槽的流量
步驟四：料漿注滿料漿槽3滿足48小時后拆除料漿槽3，取出料漿槽3內(nèi)放置的三聯(lián)模具 2,刮去三聯(lián)模具2上部多余的充填體，脫去三聯(lián)模具2,將試塊進(jìn)行編號并放置于高低溫養(yǎng) 護(hù)箱進(jìn)行養(yǎng)護(hù);高低溫養(yǎng)護(hù)箱中設(shè)定的溫度和濕度與采場計(jì)監(jiān)測的溫、濕度值相同，養(yǎng)護(hù)箱 的溫度11 ±2°C，濕度46%~50%。
[0031]步驟五:養(yǎng)護(hù)28天后采用WHY-600試驗(yàn)機(jī)測試各試塊的單軸抗壓強(qiáng)度，得出該養(yǎng)護(hù) 齡期下其抗壓強(qiáng)度，結(jié)合試塊在料漿槽3所處的位置繪制充填體強(qiáng)度與料漿流動方向距離 的關(guān)系曲線（見圖4、5、6、7)，進(jìn)而得出該水泥、尾砂配比為1:4、質(zhì)量濃度(指固體質(zhì)量百分 比）為70%充填料漿在采場中的強(qiáng)度分布規(guī)律。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種嗣后充填采場充填體強(qiáng)度分布規(guī)律測試方法，按如下步驟進(jìn)行： 步驟一：構(gòu)筑長方體料漿槽，其頂部開口，長度方向一側(cè)采用鋼筋網(wǎng)和土工布構(gòu)筑，其 余板面采用相同材料構(gòu)筑，長度方向另一側(cè)設(shè)置有下料漏斗； 步驟二:在料漿槽內(nèi)放置數(shù)層三聯(lián)模具，相鄰層的三聯(lián)模具間距相等，每層三聯(lián)模具的 排布形式一致； 步驟三:根據(jù)弗勞德相似準(zhǔn)則結(jié)合采場充填料漿的流速和流量計(jì)算試驗(yàn)中料漿流入料 漿槽的流速和流量，然后按照與采場相同的水泥、尾砂配比和質(zhì)量濃度制備充填料漿，并將 充填料漿按計(jì)算的流速和流量通過下料漏斗向料漿槽中注入； 步驟四：料漿注滿料漿槽達(dá)到48小時以上，拆除料漿槽，取出料漿槽內(nèi)放置的三聯(lián)模 具，刮去三聯(lián)模具上部多余的充填體，脫去三聯(lián)模具，將試塊進(jìn)行編號并放置于高低溫養(yǎng)護(hù) 箱進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)時間與米場養(yǎng)護(hù)時間相同； 步驟五:對養(yǎng)護(hù)后的試樣進(jìn)行測試，采用量程低于600kN的壓力機(jī)對各試塊的單軸抗壓 強(qiáng)度進(jìn)行測試，得出該養(yǎng)護(hù)齡期下其抗壓強(qiáng)度，結(jié)合試塊在料漿槽所處的位置繪制充填體 強(qiáng)度與料漿流動方向長度的關(guān)系曲線，進(jìn)而得出該水泥、尾砂配比和該質(zhì)量濃度的充填體 在米場中的強(qiáng)度分布規(guī)律。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的嗣后充填采場充填體強(qiáng)度分布規(guī)律測試方法，其特征在于:步 驟三中，料漿流入料漿槽的流量和流速計(jì)算公式為： a. 料漿槽各邊尺寸與采場對應(yīng)各邊尺寸的比例尺iT|上述公式中：料漿槽長、寬、高尺寸，單位:m， 褡場長、寬、高尺寸，單位:m， b. 料漿注入料漿槽的流速&上述公式中： Vp采場中充填料衆(zhòng)充填時的流速，單位:m/s; c. 料漿注入料漿槽的流量0_&采場中充填料漿充填時的流量，單位:Vmin。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的嗣后充填采場充填體強(qiáng)度分布規(guī)律測試方法，其特征在于:步 驟二中，三聯(lián)模具在料漿槽長度方向上放置9列成1行，該9列居中設(shè)置在料漿槽內(nèi)，各列間 距為30cm;在高度方向上放置4層，各層由下到上沿高度方向分別位于料漿槽高度的1/8、3/ 8、5/8、7/8 位置。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的嗣后充填采場充填體強(qiáng)度分布規(guī)律測試方法，其特征在于:步 驟二中，三聯(lián)模具開口方向與料漿流動方向相向設(shè)置，三聯(lián)模具中的每一單元體分別呈槽 鋼式結(jié)構(gòu)。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的嗣后充填采場充填體強(qiáng)度分布規(guī)律測試方法，其特征在于:步 驟四中，高低溫養(yǎng)護(hù)箱中設(shè)定的溫度和濕度與采場監(jiān)測的溫、濕度值相同。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的嗣后充填采場充填體強(qiáng)度分布規(guī)律測試方法，其特征在于:步 驟二中，三聯(lián)模具上涂有機(jī)油。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的嗣后充填采場充填體強(qiáng)度分布規(guī)律測試方法，其特征在于:步 驟一中構(gòu)筑的長方體料漿槽長3. Om，寬1.0 m，高1.0 m。8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的嗣后充填采場充填體強(qiáng)度分布規(guī)律測試方法，其特征在于:步 驟一中選用的鋼筋網(wǎng)網(wǎng)度為50_ X 50mm、鋼筋網(wǎng)絲直徑為8mm。9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的嗣后充填采場充填體強(qiáng)度分布規(guī)律測試方法，其特征在于:步 驟一中，其余板面采用厚度為5cm的鋼板構(gòu)筑。10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的嗣后充填采場充填體強(qiáng)度分布規(guī)律測試方法，其特征在于： 相鄰鋼板間采用角鋼連接并用密封膠密封，角鋼與鋼板之間采用焊接固定。
【文檔編號】E21F15/00GK106018106SQ201610332462
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年5月18日
【發(fā)明人】劉志義, 甘德清, 孫光華, 李占金, 薛振林, 李示波, 盧宏建, 張亞賓, 張友志, 申夢飛
【申請人】華北理工大學(xué)