[发明专利]一种测量充填挡墙土工布变形量的实验装置及方法

说明书

本发明提供一种测量充填挡墙土工布变形量的实验装置及方法，属于矿山采空区充填测量技术领域。该装置包括竖直管、水平管、方形箱体、下法兰片、土工布、紧固螺栓、金属网和上法兰片，竖直管下端垂直焊接水平管，水平管另一端垂直焊接方形箱体，下法兰片焊接在方形箱体另一侧，土工布铺在方形箱体开口处的下法兰片上，上法兰片覆盖在土工布上，上法兰片上焊接金属网，通过紧固螺栓将上法兰片与下法兰片固定。实验时，将充填料浆从竖直管顶部灌入装置，待到达预定高度，采用刻度尺测量金属网格内土工布的变形高度。本发明使用少量尾砂料浆即可测量多种土工布的土工布变形量，为井下充填挡墙的土工布和金属网设计选型提供依据。

技术领域

本发明涉及矿山采空区充填测量技术领域，特别是指一种测量充填挡墙土工布变形量的实验装置及方法。

背景技术

充填采矿法是目前金属矿地下开采的重要方法，安全、高效、成本可控的充填挡墙是充填采矿工艺的重要方面。在以金属网和工字钢为骨架制作柔性挡墙时，常利用土工布充当过滤材料，在保证挡墙透水性的同时，防止充填料泄露到挡墙外部。金属网具有一定的网度，当金属网格较大时，土工布会受力变形向外凸起，具有一定的安全隐患，合理控制土工布克数和金属网网度能够改善土工布变形量，但缺乏评估不同土工布克数和金属网网度条件下土工布变形量的理论模型，采用实验方法直接测量是最为有效的方式。充填挡墙一旦构筑后，土工布克数和金属网无法更换，不能进行快速有效的土工布克数和金属网网度优化工作。

类比充填挡墙在井下受到充填料浆静水压力的物理模型，在和充填挡墙一次受力高度相似的竖直管内添加充填料浆，竖直管底部会受到和料浆高度相关的静压力。基于此，在竖直管底部安装土工布和金属网，即可模拟真实充填挡墙土工布的受力条件。为快速有效的对充填挡墙土工布克数和金属网网度进行优化，本发明提出一种测量充填挡墙土工布变形量的实验装置及方法。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种测量充填挡墙土工布变形量的实验装置及方法，该装置操作简单、高效，能够模拟真实充填挡墙土工布受力条件。

该装置包括竖直管、水平管、方形箱体、下法兰片、土工布、紧固螺栓、金属网和上法兰片，竖直管下端垂直焊接水平管，水平管另一端垂直焊接方形箱体，方形箱体另一侧焊接下法兰片，土工布铺在方形箱体开口处的下法兰片上，上法兰片覆盖在土工布上，上法兰片上焊接金属网，通过紧固螺栓将上法兰片与下法兰片固定。

其中，竖直管、水平管、方形箱体、下法兰片、上法兰片、紧固螺栓和金属网均为铁质。

竖直管、水平管的截面均为圆形，且竖直管和水平管直径相同。

竖直管沿竖直方向固定在墙壁上。

竖直管高度2～4m、直径0.08～0.12m，水平管长度0.1～0.2m。方形箱体与水平管相交面边长为0.2～0.3m，方形箱体水平方向深度为0.1～0.2m。具体参数根据矿山充填挡墙情况确定。

该装置的应用方法，包括步骤如下：

S1：将竖直管沿竖直方向固定在墙壁上；

S2：将土工布覆盖在下法兰片上；

S3：将上法兰片覆盖在土工布上；

S4：将紧固螺栓安装到下法兰片和上法兰片预定位置，固定好上法兰片；

S5：将料浆从竖直管上端灌入，待达到设定高度，停止添加；

S6：用刻度尺测量土工布变形高度。

S7：松开紧固螺栓、拆去上法兰片、土工布，放出装置中的料浆，用清水清洗装置。

其中，土工布可以根据采场需求更换，金属网也可以根据工艺要求调整为不同网度。

本发明的上述技术方案的有益效果如下：