[实用新型]一种用于制作矿山膏体充填材料的标准试模

说明书

技术领域

本实用新型属于矿山膏体充填开采领域，尤其涉及一种用于制作矿山膏体充填材料的标准试模。

背景技术

矿山膏体充填材料是指将胶结料、粉煤灰、河砂、煤矸石等固体废弃物制作成无临界流速、不需脱水的柱塞状结构流浆体。膏体在充填泵或者重力加压作用下，经管道输送至采空区，形成一定的强度，有效支撑上覆岩层，达到控制地表下沉的目的。膏体根据材料的不同一般分为矸石膏体和尾砂膏体，前者为膏体时，其最大粒径一般小于25mm，前者为似膏体时，其最大粒径一般小于5mm，后者最大粒径一般小于5mm。近年来，膏体充填技术越来越受到矿山企业的重视，许多科研工作者对其相关材料的性能方面也进行了一定的基础试验研究。

在选择测试膏体的强度试验方法时，尤其当需要测试膏体的变形性能或者三轴试验时，需要得到Φ50mm×100mm的圆柱体标准试件。目前，一般有两种方式得到上述试件，一种是从充填工作区域现场通过钻芯机取芯，另一种是在实验室中先制作成150mm×150mm×150mm的试块，然后通过钻芯机从中取芯。

采用上述试验方法时，大多存在以下一种或几种问题：

（1）现场取芯必须到井下充填工作区域，取芯工作复杂，费时费力；

（2）现场取到的试件不能精确确定材料水化的时间，所得到的力学数据不能准确为现场提供依据；

（3）实验室制作膏体材料时，须先在150mm×150mm×150mm的模具中成型，待具有一定的强度（一般要大于3MPa）的时候才能用取芯机取芯，不能测定其前期（如8h，1d，3d，7d，15d等）的变形性能等相关力学性质；

（4）实验室制作膏体材料时，材料耗费比较多，且取芯不一定能成功，一般一个大模具中只能取出2～3个圆柱体标准试件，远远不能满足试验需求；

（5）实验室制作膏体材料时，取出芯之后，后期工序复杂，需要再经过切割、打磨等工序才能制作成标准试件。

由此可见，现有技术有待于进一步的改进和提高。

实用新型内容

本实用新型为避免上述现有技术存在的不足之处，提供了一种易于操作、材料耗费低、试验效率高的用于制作矿山膏体充填材料的标准试模。

本实用新型所采用的技术方案为：

一种用于制作矿山膏体充填材料的标准试模，包括底模板及位于所述底模板上方的结构相同的第一侧模板和第二侧模板；所述第一、第二侧模板上均布有多个上下贯通的半圆柱形内腔且第一、第二侧模板至少通过一组凹凸结构相互啮合形成上模具；所述底模板、第一侧模板及第二侧模板通过夹紧实现三者间的定位。

所述凹凸结构包括设置在所述第一侧模板上的第一凹槽、第一凸起及设置在第二模板上的与第一凹槽位置相对且相互适配的第二凸起、与第一凸起位置相对且相互适配的第二凹槽。

所述底模板包括呈长条状的底模板主体，所述底模板主体的左、右两侧均固连有第一定位板，所述第一定位板上开设有第一定位孔；所述第一、第二侧模板均包括侧模板主体，所述侧模板主体的左右两侧均固连有第二定位板，所述第二定位板上开设有第二定位孔。

所述夹紧机构包括螺栓和螺杆，所述螺栓有两根，其分别贯穿位于上述第一、第二侧模板同侧的第二定位板上的第二定位孔后通过锁紧螺母实现第一、第二侧模板的夹紧定位；所述各螺栓与上述第一定位孔的相对位置处开设有第三定位孔，所述螺杆有两根，其分别贯穿第三定位孔和第一定位孔后通过锁紧螺母实现第一、第二侧模板和底模板间的夹紧定位。

所述底模板的宽度与上模具的宽度相等。

所述第一、第二侧模板上的半圆柱形内腔均有四个。

所述各半圆柱形内腔的高度为100mm、半径为25mm。

所述第一定位板和第二定位板均呈圆弧状。

由于采用了上述技术方案，本实用新型所取得的有益效果为：

1、利用本实用新型，在实验室中就可以配制膏体材料并进行相关的力学性能测试，而不用到现场取芯，既节省人力又节省物力。

2、利用本实用新型制作膏体试件，材料耗费很少，相比在150mm×150mm×150mm的试模中，其材料耗费可以节省83%～88%，大大节约了成本。

3、利用本实用新型每次可同时制作多个膏体试件，试件的成型条件相同，从而保证了试件的均匀性和一致性，减少了因试件条件的不同而导致的试验误差。

4、利用本实用新型可一次成型多个相同的膏体试件，从而可以测定试件各个养护龄期的力学性能，而不仅仅是最终强度，为矿山各个时期充填体的性能提供了最为精确的科学依据。