一种矸石压实特性实验用矸石压缩装置的制作方法

本实用新型属于矸石充填开采技术领域，具体是一种矸石压实特性实验用矸石压缩装置。

背景技术：

随着煤炭工业技术的发展，开采装备和开采技术的不断成熟，开采范围在不断的扩大，所以涉及到的“三下”开采(建构筑物、铁路下和水体下开采)情况比比皆是。为保证建筑物和井下安全生产，对涉及到的三下资源多采用充填开采回收资源。

在井下充填开采中，充填材料的选择，以及充填物料的配比对最后充填效果影响非常大。矸石充填工作面，开采之前必须针对不同矿井排出的煤矸石进行压实特性实验分析，确定最佳的矸石粒径配比。

在分析不同矸石粒径配比时，实验用的压缩装置要求非常严格。首先，必须保证在压缩的过程中装置安全不被压坏，或是压裂。第二，装置的尺寸必须满足实验分析的要求，根据之前的研究成果显示，如果压缩装置小会造成矸石粒径的分布不均，使得实验精度和效果下降。第三，减小非实验因素对实验结果的影响，压缩过程中压缩桶内的空气要及时排出，避免影响实验结果。第四，保证实验过程中操作方便快捷。然而现有的压缩装置在实验时，一组矸石压缩完之后，压实的矸石取出和实验设备部件分离等后续工作非常困难。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种矸石压实特性实验用矸石压缩装置。

技术方案如下：

一种矸石压实特性实验用矸石压缩装置，使用时放置在矸石压实特性实验用的试验机的承压台上，包括：压缩筒体、底座、不同尺寸的压盘、连接各个压盘的插销；

压缩筒体安装在底座上构成压缩桶，矸石装入压缩桶内铺平，不同尺寸的压盘由下至上尺寸依次递减且通过插销同轴安装，放置在压缩桶内，矸石压实特性实验时试验机的压力盘向压缩桶内的压盘施加压力，实现矸石压缩。

所述压缩筒体的侧壁开设多个排气孔，在矸石压实特性实验过程中矸石之间的气体通过排气孔排出压缩桶。

所述排气孔的倾斜角度为与水平方向成45度角。

所述压缩筒体的侧壁上均匀设置四排排气孔，每排排气孔从压缩筒体的底部向上依次有四个，各排排气孔平行。

所述压缩筒体侧壁还安装有两个把手。

所述不同尺寸的压盘中，尺寸最大的压盘开设具有螺纹的中间槽，其余压盘均开设尺寸相同的中间孔，尺寸最大的压盘与插销螺纹连接，其余压盘按照由下至上尺寸依次递减的顺序依次通过各自的中间孔套装在插销上，中间孔的孔径大于插销的直径。

所述尺寸最大的压盘开设具有螺纹的中间槽，底部具有螺纹的插销与该中间槽螺纹连接。

有益效果：

1、压缩筒体与底座可拆卸，且底座具有凹槽，便于矸石压实特性实验后的矸石样品取出，在压缩过程中有凹槽的存在防止压缩筒体滑移，通过把手提起压缩筒体即可得到实验所得样品；

2、压缩筒体的侧壁开设多个排气孔，在矸石压实特性实验过程中矸石之间的气体可随时通过排气孔排出压缩桶，又不会让产生矸石粉末排出桶外；

3、不同尺寸的压盘均开设中间孔/中间槽，并通过插销连接，压盘由上至下依次尺寸增大，方便压盘的取出以及矸石的受力均匀；

综上，本实用新型提供的矸石压实特性实验用矸石压缩装置既能保证实验安全顺利的进行，又能保证实验结果的精度。

附图说明

图1是本实用新型具体实施方式中的矸石压实特性实验用矸石压缩桶主视图；

图2是本实用新型具体实施方式中的矸石压实特性实验用矸石压缩桶俯视图；

图3是本实用新型具体实施方式中的矸石压实特性实验用矸石压缩桶剖视图；

图4是本实用新型具体实施方式中的不同尺寸的压盘结构示意图；

图5是本实用新型具体实施方式中的插销结构示意图；

图6是本实用新型具体实施方式中的不同尺寸的压盘结构俯视图；

图7是本实用新型具体实施方式中的半径为60mm的压盘、半径为90mm的压盘、半径为120mm的压盘、半径为149.9mm的压盘与插销连接后的剖视图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细说明。

一种矸石压实特性实验用矸石压缩装置，使用时放置在矸石压实特性实验用的试验机的承压台上，如图1～3所示，包括：压缩筒体1、底座2、不同尺寸的压盘、连接各个压盘的插销9；压缩筒体1的内圆半径R₁＝150mm，外圆半径R₂＝170mm；底座2的半径R₃＝200mm，底座2具有凹槽，底座2的厚度是40mm，其凹槽的深度为10mm。

压缩筒体1安装在底座2上构成压缩桶，矸石装入压缩桶内铺平，不同尺寸的压盘由下至上尺寸依次递减且通过插销9同轴安装，放置在压缩桶内，矸石压实特性实验时试验机的压力盘向压缩桶内的压盘施加压力，实现矸石压缩。

压缩筒体1的侧壁开设多个半径R₄＝0.6mm的排气孔3，在矸石压实特性实验过程中矸石之间的气体通过排气孔3排出压缩桶。所述排气孔3的倾斜角度为与水平方向成45度角，便于气体排出，又不会让压缩矸石粉末排出，压缩筒体1的侧壁上均匀设置四排半径R₄＝0.6mm的排气孔3，每排排气孔3从压缩筒体1的底部向上依次有四个，两两间距50mm且互相平行，四排排气孔3平行。

压缩筒体1侧壁还安装有长度为100mm、厚度为20mm的两个把手4，便于在实验后提起压缩筒体1。

如图4、图6所示的不同尺寸的压盘包括：半径为60mm的压盘5、半径为90mm的压盘6、半径为120mm的压盘7、半径为149.9mm的压盘8；不同尺寸的压盘中，放置在压缩桶的内最底部的压盘(半径为149.9mm的压盘8)即尺寸最大的压盘开设具有螺纹的中间槽，其余压盘(半径为60mm的压盘5、半径为90mm的压盘6、半径为120mm的压盘7)均开设尺寸相同的中间孔，尺寸最大的压盘(半径为149.9mm的压盘8)与插销9螺纹连接，其余压盘按照由下至上尺寸依次递减的顺序依次通过各自的中间孔套装在插销9上，中间孔的孔径与大于插销9的直径0.4mm，便于取放。插销9与上面有10mm的距离，保证压力盘给压盘施加压力时不会触及插销9。

半径为60mm的压盘5、半径为90mm的压盘6、半径为120mm的压盘7均开设半径为10mm的中间孔，半径为149.9mm的压盘8放置在压缩桶的内最底部，开设半径为10mm的具有螺纹的中间槽。底部具有30mm长螺纹的插销9与该中间槽螺纹连接，使得半径为149.9mm的压盘8与如图5所示的半径R₀＝9.8mm、长度为170mm的插销9连接起来，半径为60mm的压盘5、半径为90mm的压盘6、半径为120mm的压盘7依次通过各自的中间孔套装在插销9上，形成半径为60mm的压盘5、半径为90mm的压盘6、半径为120mm的压盘7、半径为149.9mm的压盘8由上至下依次尺寸增大，方便压盘的取出以及矸石的受力均匀，半径为60mm的压盘5、半径为90mm的压盘6、半径为120mm的压盘7、半径为149.9mm的压盘8与插销9连接后如图7所示，插销9与各压盘安装后上方留有10mm距离，保证压力盘给压盘施加压力时不会触及插销。

本实施方式中，将上述矸石压实特性实验用矸石压缩装置应用于YE-200A液压试验机，进行矸石压实特性实验时，先将压缩桶放置于YE-200A液压试验机的承压台上，然后将预先筛分好的矸石试样装入压缩桶内，为使压缩桶内的矸石受压时能够承受均布荷载，把矸石试样的表面整理铺平，然后将半径为149.9mm的压盘8放入压缩桶，将插销9与压盘8螺纹连接，将插销9拧紧，再依次放入半径为120mm的压盘7、半径为90mm的压盘6、半径为60mm的压盘5。做好上述准备后，在压缩桶的外壁上利用磁力吸座固定安装量程为50mm的千分表，用来读取试验机的压缩行程。将液压试验机的压力盘调整到与千分表刚刚接触的位置；调整千分表的位置，使其伸缩杆与液压试验机的压力盘垂直接触。做好上述准备后压力盘向压缩桶内的压盘施加压力，每加压10kN记录一次位移行程。当实验压力达到预设定压力最大值时停止加压，完成一组矸石试样的压缩实验，得到不同压力条件下的矸石压缩量。加载完毕后，先卸载油压，然后把液压试验机的压力盘升起到一定高度，把压缩桶搬下承压台，把压缩筒体1和底座2分离，利用扦子、锤子等工具把被压缩后的矸石试样掏出来，然后装上下一组矸石试样，继续重复着上面的实验过程，直到把多组矸石试样全部压完。