一种煤矿井下充填材料力学性能测试装置制造方法
【专利摘要】一种煤矿井下充填材料力学性能测试装置，属于煤矿井下充填材料力学性能测试领域。煤矿井下充填材料力学性能测试装置分为两部分：上夹具和下夹具，上夹具在充填材料力学性能测试装置上下夹具的连杆上施加平行于连杆轴向的拉力，拉力通过充填材料力学性能测试装置转化为对测试试样的压力，调节夹具上的螺栓可以调节上下夹具内外衬板平面之间的角度，使充填材料承受垂直或者具有一定取向的压应力，模拟煤矿井下不同顶板条件对充填墙体的作用力。该煤矿井下充填材料力学性能测试装置结构紧凑、操作简单、易于维护、使用可靠，在煤矿井下充填材料力学性能测试方面具有广泛的实用性。
【专利说明】一种煤矿井下充填材料力学性能测试装置
【技术领域】
[0001] 本发明涉及煤矿井下条带式充填开采工艺中充填材料的力学性能测试装置，适用 于煤矿采空区条带式充填墙体和沿空留巷护巷充填墙体的力学性能测试。
【背景技术】
[0002] 在煤矿生产过程中，为了解决"三下"压煤、控制开采造成的地面沉陷、回收煤矿开 采过程中留设的煤柱，常采用充填开采的方法，由于充填材料来源匮乏，限制了煤矿充填开 采技术的应用，为了减少充填材料的用量和降低充填成本，条带式充填开采是最有应用前 景的方式。
[0003] 在充填过程中为了监测充填材料对顶板的支撑效果和采空区岩层沉降情况，目前 主要的手段是在充填材料中设置压力传感器和位移传感器，成本较高，而且对于条带式充 填墙体，当顶板发生移动，其受到的载荷方向也发生了变化，原来留设的传感器获得的数据 难免有所偏差；当条带式充填墙体建立之后，对充填材料的力学性能监测只能通过钻心取 样的方法进行测试，方法繁琐，工作量大；当充填材料配比确定之后，在实验室模拟条带式 充填墙体的受力条件、对充填材料的力学性能进行测试的工作实用意义较大。
【发明内容】
[0004] (1)发明目的
[0005] 本发明煤矿井下充填材料力学性能测试装置结构紧凑、操作简单、易于维护、使用 可靠，在煤矿采空区条带式充填墙体和沿空留巷护巷充填墙体的力学性能测试方面具有广 泛的实用性。
[0006] (2)技术方案
[0007] 本发明一种煤矿井下充填材料力学性能测试装置，它包括两部分：上夹具和下夹 具。上、下夹具相同，都由内衬板、外衬板、螺栓和连杆组成，上、下夹具的内、外衬板上设有 四个通孔，通过螺栓连接，调节螺栓可以调节内、外衬板平面之间的夹角。上、下夹具的内衬 板之间形成待测试样的加载台。外衬板上设有突台，突台上装有可以转动的连杆。
[0008] (3)技术效果
[0009] 本发明一种煤矿井下充填材料力学性能测试装置，适用于煤矿采空区条带式充填 墙体和沿空留巷护巷充填墙体的力学性能测试。在实验室可以模拟充填墙体受顶板作用力 的大小和方向，对充填材料的力学性能进行测试。该测试装置结构紧凑、操作简单、易于维 护、使用可靠在煤矿采空区条带式充填墙体和沿空留巷护巷充填墙体的力学性能测试方面 具有广泛的实用性。
【专利附图】
【附图说明】
[0010] 附图1是本实用新型测试装置三维示意图。
[0011] 附图2是本实用新型测试装置上夹具三维示意图。
[0012] 附图3是本实用新型测试装置下夹具三维示意图。
[0013] 图中标号分别为：1-连杆,2-外衬板，3-螺栓，4-内衬板。
【具体实施方式】
[0014] 下面结合附图对本实用新型的一个实施例作进一步说明，但本实用新型不限于此 实施例。
[0015] 实施例1
[0016] 煤矿井下充填材料力学性能测试装置分为两部分：上夹具和下夹具。都由连杆1、 外衬板2、螺栓3和内衬板4组成，上、下夹具的内、外衬板上设有四个通孔，通过螺栓连接， 调节螺栓可以调节组内、外衬板平面之间的夹角。上、下夹具的内衬板之间形成待测试样的 加载台。外衬板上设有突台，突台上装有可以转动的连杆。
[0017] 根据煤矿采空区条带式充填墙体和沿空留巷护巷充填墙体的材料配比和充填墙 体设计的几何尺寸，等比例制备测试样品，把测试样品放置到煤矿井下充填材料力学性能 测试装置所构成的万向节中，调节上下夹具的连接螺栓3,使上、下夹具的内衬板4平面保 持一定的角度，模拟煤矿井下不同顶板条件与充填墙体的相对位置。通过测试装置的连杆 1给予煤矿井下充填材料力学性能测试装置一个作用于连杆轴向的拉力，拉力通过测试装 置转换为对充填材料试样的压力。通过测试上、下夹具内衬板之间距离，并与初始距离进 行比较，可以得到充填材料的形变大�。Ｄ饧扑忝嚎缶鲁涮畈牧显诙グ遄饔昧ο卤谎� 缩后造成顶板的沉降量；通过测量作用在连杆上的拉力，模拟计算充填材料所受的压应力； 通过计算加载作用力的时间，可以模拟计算充填材料在不同龄期的抗压强度、形变。通过在 实验对充填材料试样力学性能的测试模拟煤矿采空区条带式充填墙体和沿空留巷护巷充 填墙体的力学性能。
【权利要求】
1. 一种煤矿井下充填材料力学性能测试装置，其特征在于：所述的煤矿井下充填材料 力学性能测试装置包括两部分，上夹具和下夹具，上、下夹具相同，都由内衬板、外衬板、螺 栓和连杆组成。
2. 根据权利要求1所述的煤矿井下充填材料力学性能测试装置，其特征在于：上、下夹 具的内、外衬板上设有四个通孔，通过螺栓连接，调节螺栓可以调节内、外衬板平面之间的 夹角；上、下夹具的内衬板之间形成待测试样的加载台。
3. 根据权利要求1所述的煤矿井下充填材料力学性能测试装置，其特征在于：外衬板 上设有突台，突台上装有可以转动的连杆。
【文档编号】G01N3/04GK203869942SQ201420004060
【公开日】2014年10月8日 申请日期:2014年1月4日 优先权日:2014年1月4日
【发明者】展晓元, 张兰芹, 王庆恒 申请人:山东科技大学
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