矿用充填材料性能检测装置的制作方法

本发明涉及性能测试，具体涉及矿用充填材料性能检测装置。

背景技术：

1、在金矿开采的生产过程中，为了最大限度地回收在矿洞中有价金属资源，并避免金属矿石损失，一般采用沿空留巷技术，以此来回收在传统采矿方式中保留的保安矿柱，而沿空留巷技术需要沿着采空区的一侧建立充填墙体来支护巷道。

2、充填墙体的材料一般以无机和有机混合材料为主的填充材料，其通常是以矿渣及活性掺合料作为胶凝材料，金矿浮选尾砂作为骨料，添加多种外加剂配制而成，为了保证充填墙体的性能，还需要对充填材料的性能例如力学性能和密封性等进行检测。

3、现有技术中，例如公开号为cn116818526a的中国专利申请，公开了一种煤矿井下充填材料力学性能测试装置，包括底板、安装结构、调节结构、夹持结构、升降结构和侧向测试结构，升降结构上端面两侧设置有传动结构，通过夹持结构上的固定结构，在使用中通过固定弹簧伸缩实现限位杆与不同尺寸的检测材料进行限位固定，进而通过限位杆避免在检测时由于横向压力，达到了避免检测时材料倾斜影响检测数据精度。

4、但是，现有的设备监测方式在对充填材料进行性能检测时，一般通过加压和负载对充填材料进行检测，检测出压力大小以获得充填材料相应的力学性能，但在该种方式检测下未考虑到填充材料所处环境的因素影响，由于矿洞顶板内的成分不尽相同，使得充填材料在与矿洞顶板接触的受力环境也不同，而现有的检测环境单一，难以全面地检测出充填材料在不同顶板下的力学性能。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供矿用充填材料性能检测装置，以解决现有技术中的难以全面地检测出充填材料在不同顶板下的力学性能问题。

2、为解决上述技术问题，本发明具体提供下述技术方案：

3、矿用充填材料性能检测装置，包括基座，所述基座上设置有用于放置待测试材料的承重凵型板，所述基座上纵向滑动连接有活动凵型板，并且所述活动凵型板位于所述承重凵型板的上方，所述基座上安装有用于驱动所述活动凵型板纵向滑动的第一液压杆，所述第一液压杆通过驱动所述活动凵型板下滑挤压所述承重凵型板上放置的待测试材料，所述承重凵型板上设有用于模拟各测试环境的支撑测试机构，所述活动凵型板上设有用于检测密封性的密封测试机构；

4、所述支撑测试机构包括轨道组件、安装板组件、第二液压杆和测试件安装组件，所述轨道组件设置在所述承重凵型板的底端，所述安装板组件横向滑动连接在所述轨道组件上，所述第二液压杆安装在所述基座上用于支撑所述安装板组件的底端，所述安装板组件能够上升至所述安装板组件的上表面与所述承重凵型板的上表面齐平，所述测试件安装组件的数量为多个均设置在所述安装板组件上。

5、作为本发明的一种优选方案，所述轨道组件包括固定在所述承重凵型板底端的多个轨道柱，多个所述轨道柱均匀分布在所述承重凵型板凵型内沿的两侧，位于同一侧的多个所述轨道柱共同连接有活动轨道，所述活动轨道能够同步在多个所述轨道柱上纵向滑动，两个所述活动轨道共同连接有用于连接所述第二液压杆输出轴的第一连接架，两个所述活动轨道的端部均设有第一磁铁。

6、作为本发明的一种优选方案，所述安装板组件包括滑动连接在两个所述活动轨道之间的活动安装板，所述活动安装板上设有分别与两个所述第一磁铁匹配的两个第二磁铁，所述活动安装板上设有多个用于安装所述测试件安装组件的安装槽。

7、作为本发明的一种优选方案，所述测试件安装组件包括用于放置环境模拟件的测试件放置盒，所述测试件放置盒的底端设有上滑板，所述上滑板的底端设有用于弹性支撑的第一弹簧，所述第一弹簧的底端设有用于支撑所述第一弹簧的压力传感器，所述压力传感器的底端设有下滑板，所述下滑板的底端固定连接有螺杆，所述螺杆上通过螺纹套接有螺纹套筒，所述螺纹套筒的底端固定连接有步进电机的输出端，所述步进电机上通过设有第二连接架与所述活动安装板的底端固定连接；

8、其中，所述测试件放置盒、所述上滑板和所述下滑板均能够沿所述安装槽的内侧纵向滑动。

9、作为本发明的一种优选方案，所述密封测试机构包括连接板、压力测试管组件、第二弹簧和密闭接口机构，所述连接板设置在所述活动凵型板上，所述压力测试管组件滑动连接在所述连接板上，所述第二弹簧设置在所述连接板上用于弹性支持所述压力测试管组件，所述密闭接口机构设置在所述压力测试管组件底端。

10、作为本发明的一种优选方案，所述压力测试管组件包括纵向穿过所述连接板的储液管，所述储液管的底端设有螺纹连接头，所述储液管的顶端通过设有注水接头并与外置水源连接，所述储液管的顶端通过设有空气接头并外置气源连接，所述储液管上设有用于检测所述储液管内部压强的压强传感器，所述储液管外侧设有限位件。

11、作为本发明的一种优选方案，所述密闭接口机构包括与所述螺纹连接头连接的固定漏斗，所述固定漏斗上活动套设有活动漏斗，所述固定漏斗上位于所述活动漏斗的上方套设有第三弹簧，所述第三弹簧的顶端与所述储液管的底端接触，所述固定漏斗的底端设有第一橡胶圈，所述活动漏斗的底端设有第二橡胶圈；

12、所述活动漏斗能够沿所述固定漏斗纵向滑动，并且所述活动漏斗在所述固定漏斗上处于最低位置时所述第二橡胶圈的高度低于所述第一橡胶圈。

13、作为本发明的一种优选方案，所述第二弹簧的顶端与所述连接板的底端接触，所述第二弹簧的底端与所述固定漏斗的顶端接触。

14、本发明与现有技术相比较具有如下有益效果：

15、（1）本发明通过在用于放置填充材料的承重凵型板上设置支撑测试机构，且支撑测试机构上可以安装有多个模拟各环境的测试件，当活动凵型板向下挤压填充材料时，多个模拟各环境的测试件在压力的作用下在填充材料表面留下不同的痕迹，便于得出填充材料在相应的环境中承受压力的各项数据。

16、（2）本发明通过在放置多个模拟各环境的测试件的下方设置压力传感器用于检测测试件所受到的压力，并在压力传感器和测试件之间通过设有第一弹簧进行弹性支撑，当填充材料整体受到挤压导致个别测试件所受压力大于其他测试件时可通过压缩第一弹簧减小所受到的压力，若测试件施加在填充材料上的压力未达到所需的最低压力阈值，则可以通过升高压力传感器的高度使得第一弹簧从底端被压缩，从而对上方的测试件施加更大的压力，使得多个模拟各环境的测试件在测试过程中能够保持相对同等的压力。

17、（3）本发明通过在用于下压填充材料的活动凵型板上设置密封测试机构，当活动凵型板向下挤压填充材料时，密封测试机构会在填充材料表面形成一个相对密闭的空间，通过向该密闭空间内注水以及空气加压，通过放置指定时间观察渗水量得出填充材料的密封性能数据。

技术特征：

1.矿用充填材料性能检测装置，包括基座（1），其特征在于，所述基座（1）上设置有用于放置待测试材料的承重凵型板（2），所述基座（1）上纵向滑动连接有活动凵型板（3），并且所述活动凵型板（3）位于所述承重凵型板（2）的上方，所述基座（1）上安装有用于驱动所述活动凵型板（3）纵向滑动的第一液压杆（4），所述第一液压杆（4）通过驱动所述活动凵型板（3）下滑挤压所述承重凵型板（2）上放置的待测试材料，所述承重凵型板（2）上设有用于模拟各测试环境的支撑测试机构（5），所述活动凵型板（3）上设有用于检测密封性的密封测试机构（6）；

2.根据权利要求1所述的矿用充填材料性能检测装置，其特征在于，所述轨道组件（51）包括固定在所述承重凵型板（2）底端的多个轨道柱（511），多个所述轨道柱（511）均匀分布在所述承重凵型板（2）凵型内沿的两侧，位于同一侧的多个所述轨道柱（511）共同连接有活动轨道（512），所述活动轨道（512）能够同步在多个所述轨道柱（511）上纵向滑动，两个所述活动轨道（512）共同连接有用于连接所述第二液压杆（53）输出轴的第一连接架（513），两个所述活动轨道（512）的端部均设有第一磁铁（514）。

3.根据权利要求2所述的矿用充填材料性能检测装置，其特征在于，所述安装板组件（52）包括滑动连接在两个所述活动轨道（512）之间的活动安装板（521），所述活动安装板（521）上设有分别与两个所述第一磁铁（514）匹配的两个第二磁铁（522），所述活动安装板（521）上设有多个用于安装所述测试件安装组件（54）的安装槽（523）。

4.根据权利要求3所述的矿用充填材料性能检测装置，其特征在于，所述测试件安装组件（54）包括用于放置环境模拟件的测试件放置盒（541），所述测试件放置盒（541）的底端设有上滑板（542），所述上滑板（542）的底端设有用于弹性支撑的第一弹簧（543），所述第一弹簧（543）的底端设有用于支撑所述第一弹簧（543）的压力传感器（544），所述压力传感器（544）的底端设有下滑板（545），所述下滑板（545）的底端固定连接有螺杆（546），所述螺杆（546）上通过螺纹套接有螺纹套筒（549），所述螺纹套筒（549）的底端固定连接有步进电机（547）的输出端，所述步进电机（547）上通过设有第二连接架（548）与所述活动安装板（521）的底端固定连接；

5.根据权利要求1所述的矿用充填材料性能检测装置，其特征在于，所述密封测试机构（6）包括连接板（61）、压力测试管组件（62）、第二弹簧（63）和密闭接口机构（64），所述连接板（61）设置在所述活动凵型板（3）上，所述压力测试管组件（62）滑动连接在所述连接板（61）上，所述第二弹簧（63）设置在所述连接板（61）上并用于弹性支持所述压力测试管组件（62），所述密闭接口机构（64）设置在所述压力测试管组件（62）底端。

6.根据权利要求5所述的矿用充填材料性能检测装置，其特征在于，所述压力测试管组件（62）包括纵向穿过所述连接板（61）的储液管（621），所述储液管（621）的底端设有螺纹连接头（622），所述储液管（621）的顶端通过设有注水接头（623）并与外置水源连接，所述储液管（621）的顶端通过设有空气接头（624）并外置气源连接，所述储液管（621）上设有用于检测所述储液管（621）内部压强的压强传感器（625），所述储液管（621）外侧设有限位件（626）。

7.根据权利要求6所述的矿用充填材料性能检测装置，其特征在于，所述密闭接口机构（64）包括与所述螺纹连接头（622）连接的固定漏斗（641），所述固定漏斗（641）上活动套设有活动漏斗（642），所述固定漏斗（641）上位于所述活动漏斗（642）的上方套设有第三弹簧（643），所述第三弹簧（643）的顶端与所述储液管（621）的底端接触，所述固定漏斗（641）的底端设有第一橡胶圈（644），所述活动漏斗（642）的底端设有第二橡胶圈（645）；

8.根据权利要求7所述的矿用充填材料性能检测装置，其特征在于，所述第二弹簧（63）的顶端与所述连接板（61）的底端接触，所述第二弹簧（63）的底端与所述固定漏斗（641）的顶端接触。

技术总结
本发明涉及性能测试技术领域，公开了矿用充填材料性能检测装置，包括基座，基座上设置有用于放置待测试材料的承重凵型板，基座上纵向滑动连接有活动凵型板，基座上安装有用于驱动活动凵型板纵向滑动的第一液压杆，第一液压杆通过驱动活动凵型板下滑挤压承重凵型板上放置的待测试材料，承重凵型板上设有用于模拟各测试环境的支撑测试机构，活动凵型板上设有用于检测密封性的密封测试机构。本发明通过在用于放置填充材料的承重凵型板上设置支撑测试机构，且支撑测试机构上可以安装有多个模拟各环境的测试件，便于得出填充材料在相应的环境中承受压力的各项数据。

技术研发人员：郭加仁,寇云鹏,杨纪光,王鹏涛,刘杰,吴再海,桑来发,荆晓东,王文海,杨柳
受保护的技术使用者：山东黄金矿业科技有限公司充填工程实验室分公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/6