[发明专利]一种充填料浆现场取样装置及取样方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种充填料浆现场取样装置及其方法，可应用于采用充填采矿法的地下矿山采空区充填料浆的取样。

背景技术

充填采矿法在充分回收矿产资源、控制深井开采地压活动和改善环境保护方面具有明显的优势且已取得显著的成效，因而引起了矿业界的普遍重视，充填采矿法在我国乃至世界各国得到了越来越广泛的应用，我国地下矿山中45%的有色金属大中型矿山和37%的黄金矿山都采用充填法。

该种采矿方法一般在地表建立充填搅拌站，将水泥、砂石、尾砂等按照一定比例制备成具有流动性的充填料浆，并通过地表管道、连接地表与井下的钻孔、井下管道等，将充填料浆输送至井下各采场，实现充填井下采空区的目的。

充填料浆自充填搅拌站至井下的输送距离一般均在数千米左右，经过长距离输送，受充填骨料与骨料之间的相互摩擦，以及骨料与管道的相互摩擦，充填骨料粒级组成会产生较大的变化；充填料浆流入采场后，粗骨料下沉速度快，细骨料下沉速度慢，粗、细骨会发生离析；同时受引流水、刷管水的影响，地表搅拌站与井下采场的充填料浆实际技术参数有显著的差异。充填料浆技术参数是决定充填配合比及强度指标的核心。在井下采场采集具有代表性的充填料浆，对充填配合比优化、对实现井下矿山安全、高效、低成本开采具有重要意义。

传统的充填料浆取样方法包括：方法一，井下充填下料管口取样；方法二，采场内用水桶、瓢等敞口容器取样。传统取样方法缺点如下：（1）方法一，井下充填下料管口取样。由于充填料浆在采场中易离析分层，形成采场底部以粗骨料为主的高浓度料浆和采场上部以细骨料为主的低浓度料浆。同时由于引流水、刷管水的影响，下料管口所取样品不能反应采场的真实情况；（2）充填料浆在井下采场会产生离析，不同深度范围内充填料浆的胶凝剂含量、浓度、骨料颗粒组成都有较大变化，而这些因素是决定充填体强度的关键，因此方法二在取样过程中受上部低浓度充填料浆的稀释等各种因素的影响，将产生很大的误差，很难有代表性；（3）上述两种方法都难以获得充填采场内不同深度、不同位置的实际充填料浆样品，极大的制约了研究充填料浆在采场内充填骨料的沉降特性和胶结剂的分布特性，这也是导致迄今对充填料浆在井下采场内的流动特性、沉降特性和强度分布特性研究不足的一个重要原因。

发明内容

为了克服传统取样方法存在的缺点和不足，本发明设计了一个充填料浆井下现场取样装置，可确保采场充填料浆取样的准确性和便捷性，也可以用于充填搅拌槽料浆的取样。 

本发明第一目的在于提供一种充填料浆现场取样装置，所述取样装置包括料浆筒控制单元和料浆筒；

料浆筒控制单元包括取样杆、上横杆（5）、下横杆（12），其中，取样杆由控制杆（15）以及管状的主杆（3）组成，控制杆15轴向插入主杆（3）内； 

料浆筒包括料浆筒上挡板（8）、料浆筒管（9）、料浆筒下挡板（11），料浆筒管（9）是轴向对称的两个半圆槽组成，并通过两个半圆槽轴向剖面上设置的咬合锁定装置组成管体；料浆筒上挡板（8）位于料浆筒管（9）顶部，料浆筒下挡板（11）位于料浆筒管（9）底部；料浆筒上挡板（8）、料浆筒下挡板（11）分别通过锁合装置与料浆筒管相连；；

上横杆（5）一端与控制杆（15）固定连接，另一端与所述料浆筒上挡板（8）可拆卸连接； 

下横杆（12）一端与控制杆（15）固定焊接，另一端与所述料浆筒下挡板（11）可拆卸连接；

所述主杆（3）上设置有料浆筒管固定装置（16），将料浆筒管可拆卸地安装在主杆上。

优选地，料浆筒上挡板（8）、料浆筒下挡板（11）与料浆筒管之间的所述锁合装置具体为：料浆筒管（9）外壁上下两侧分别焊接一个或多个锁扣（7、13），料浆筒上挡板（8）、下挡板（11）两侧分别设置与所述锁扣对应的一个或多个U型环。

优选地，所述上横杆（5）和下横杆（12）一端与控制杆（15）的固定连接方式为焊接，所述上横杆（5）和下横杆（12）另一端与所述料浆筒上挡板（8）和下挡板（11）的可拆卸连接方式为螺纹连接。

优选地，在主杆（3）、控制杆（15）顶端分别设置主杆手柄（2）和控制杆手柄（1）。 

优选地，主杆3表面有刻度。

优选地，在料浆筒管外侧设置有与料浆筒管同轴心的U型卡环（10），所述U型卡环利用锁扣固定。