CN103792159B - 一种充填料浆泌水率和沉缩率的测试方法 - Google Patents
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Abstract
一种充填料浆泌水率和沉缩率的测试方法，其是将配制好的充填料浆装入收口容器中，测试其质量和体积，静置，待其终凝形成充填体实体，再将形成的充填体实体和上部的泌出水体积和质量测定出，通过计算，得到充填料浆泌水率和沉缩率参数。本发明可以准确地测试充填料浆的泌水率、沉缩率；对采空区安装脱排水设施和计算充填方量具有重要意义；操作简便，成本低；如若收口容器采用废旧塑料水瓶或饮料瓶，还可节省成本，并可废物利用，节能环保，经济实惠。
Description
技术领域
本发明涉及一种可用于各种矿山充填料浆泌水率和沉缩率的测试方法。
背景技术
在利用充填料浆进行采空区胶结充填过程中，为了保证充填料浆正常凝固，需将其中的水尽快排出，因此须对不同浓度、不同灰砂比充填料浆泌出水进行计算，然后安装适当数量的排水设施，使采空区内充填料浆之中的水最大限度地排出；同时，为了计算充入采空区的充填料浆到底能形成多少体积的充填实体，需要计算其充填料浆与其形成实体之间的一个比例关系。现有技术是采用敞口容器进行测试，但这样所测得的参数会因充填料浆之中的水分蒸发而受到影响，其测试数据不太准确。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，克服现有测试方法存在的不足，提供一种操作简便、测试数据准确可靠的充填料浆泌水率和沉缩率的测试方法。
本发明解决其技术问题采用的技术方案是，一种充填料浆泌水率和沉缩率的测试方法，将配制好的充填料浆装入收口容器中，测试其质量和体积，静置，待其终凝形成充填体实体，再将形成的充填体实体和上部的泌出水体积和质量测定出，通过计算，得到充填料浆泌水率和沉缩率。
具体地说，包括以下步骤：
（1）配制质量浓度为60～82%、其中水∶水泥∶尾砂的质量配比为1∶0.071～1.139∶1.429～3.417的充填料浆，倒入收口容器中，装满后，测得充填料浆的总体积和质量；
（2）将步骤（1）装入收口容器中的充填料浆摇匀后，静置，让其自然沉降，直至充填料浆达到终凝，形成充填体实体；
（3）将终凝后收口容器内的充填体实体上部的泌出水倒掉，称量步骤（2）所获得的充填体实体的质量，根据使用同规格的空收口容器装水测重比照，得到凝固充填体实体的体积，根据质量守恒定律，充填料浆的质量与凝固充填体实体质量之差即为充填料浆泌出水的质量，也即水的体积（水的比重为1）；
（4）根据所测出的充填料浆的总体积和质量、充填体实体的体积和泌出水的质量即体积，计算出设定质量浓度和水∶水泥∶尾砂的质量配比的充填料浆的泌水率和沉缩率。
进一步，步骤（1）中，所述充填料浆中，水∶水泥∶尾砂的质量配比为1∶0.190～0.800∶2.100～2.800。
进一步，步骤（1）中，所述充填料浆中，水∶水泥∶尾砂的质量配比为1∶0.633∶2.533。
进一步，步骤（1）中，所述充填料浆中，水∶水泥∶尾砂的质量配比为1∶0.407∶2.440。
进一步，步骤（1）中，所述充填料浆中，水∶水泥∶尾砂的质量配比为1∶0.286∶2.286。
进一步，步骤（1）中，所述充填料浆中，水∶水泥∶尾砂的质量配比为1∶0.179∶2.154。
进一步，步骤（2）中，收口容器静置时，每隔3～7小时（优选4～6小时，更优选5小时）将收口容器的盖打开1次，缓释容器内的负压，以免收口容器变形而影响测试结果的准确性，然后盖上收口容器的盖，直至充填料浆达到终凝，形成充填体实体。
本发明的有益效果是：（1）以充填料浆泌水和沉降为依据，可以有效准确地测试充填料浆的泌水率、沉缩率；（2）直接对容器内的充填料浆进行分析，避免了充填料浆的损失或洒落，最大限度的减小了误差；（3）通过对充填料浆泌水率、沉缩率的分析，可以计算充填料浆所应排出的水和所形成的充填体实体，对采空区安装脱排水设施和计算充填方量具有重要意义；（4）操作简便，成本低。
附图说明
图1为收口容器中的充填料浆示意图。
图中：1-泌出水，2-充填体实体，3-收口容器。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。
实施例1
参照图1，（1）称量质量为281 g 的水、178 g的水泥、711 g的尾砂，配制成质量浓度为76%、水∶水泥∶尾砂的配比为1∶0.633∶2.533的充填料浆，充分搅拌均匀后，将充填料浆倒入容积为610 ml的收口容器3中，经过短暂放置，待充填料浆中混入的气泡排出，体积减小，容器内的充填料浆体积不再发生变化时，再用剩余的充填料浆灌满容器，然后盖上收口容器3的盖，容器内的充填料浆质量为1169 g；
（2）将步骤（1）收口容器3内的充填料浆摇匀后，静置，让其自然沉降，静置时，每隔5小时将收口容器3的盖打开1次，缓释容器内的负压，以免收口容器3变形而影响测试结果的准确性，然后盖上收口容器3的盖，直至充填料浆达到终凝，形成充填体实体2；
（3）将终凝后收口容器3内的充填体实体2上部的泌出水1倒掉，称量步骤（2）所获得的充填体实体2的质量为1138 g，根据质量守恒原理，上部的泌出水1的质量为31g，其体积为31ml；拿一个同样规格的空收口容器作为比照，将清水倒入该空收口容器内，待清水液面与装有充填体实体的收口容器3内的充填体2的料面一致时，称量收口容器内的清水净重为579 g（体积为579 ml），该体积等于收口容器3内的充填体实体2的体积；
（4）根据充填料浆泌水率ζ、沉缩率η概念，泌水率为泌出水质量占充填料浆之中水的总质量的百分比，ζ=31/ 281*100/%=11.0 %；沉缩率为凝固后充填料浆体积变化量占充填料浆总体积的百分比，η= (610-579)/610*100/%=5.1 %。
实施例2：
（1）称取质量为295 g 的水、120 g的水泥、720 g的尾砂，配制成质量浓度为74%、水∶水泥∶尾砂的配比为1∶0.407∶2.440的充填料浆，充分搅拌均匀后，将充填料浆倒入容积为610 ml的收口容器3中，经过短暂放置，待充填料浆中混入的气泡排出，体积减小，容器内的充填料浆体积不再发生变化时，再用剩余的充填料浆灌满容器，然后盖上收口容器3的盖，收口容器3内的充填料浆质量为1135 g；
（2）将步骤（1）收口容器3内的充填料浆摇匀后，静置，让其自然沉降，静置时，每隔4小时将收口容器3的盖打开1次，缓释容器内的负压，以免收口容器3变形而影响测试结果的准确性，然后盖上收口容器3的盖，直至充填料浆达到终凝，形成充填体实体2；
（3）将终凝后收口容器3内的充填体实体2上部的泌出水1倒掉，称量步骤（2）所获得的充填体实体2的质量为1097 g，根据质量守恒原理，上部的泌出水1的质量为38 g，其体积为38 ml。拿一个同样规格的空收口容器作为比照，将清水倒入该空收口容器内，待清水液面与装有充填体实体2的收口容器3内的充填体实体2料面一致时，称量容器内的清水净重为572 g或体积为572 ml，该体积等于收口容器3内的充填体实体2的体积；
（4）根据充填料浆泌水率ζ、沉缩率η概念，泌水率为泌出水质量占充填料浆之中水的总质量的百分比，ζ=38/ 295*100/%=12.9 %；沉缩率为凝固后充填料浆体积变化量占充填料浆总体积的百分比，η=(610-572)/610*100/%=6.2 %。
实施例3：
（1）称量质量为307 g 的水、88 g的水泥、701 g的尾砂，配制成质量浓度为72%、水∶水泥∶尾砂的配比为1∶0.286∶2.286的充填料浆，充分搅拌均匀后，将充填料浆倒入容积为610 ml的收口容器3中，经过短暂放置，待充填料浆中混入的气泡排出，体积减小，容器内的充填料浆体积不再发生变化时，再用剩余的充填料浆灌满容器，然后盖上收口容器3的盖，收口容器3内的充填料浆质量为1096 g；
（2）将步骤（1）收口容器3内的充填料浆摇匀后，静置，让其自然沉降，静置时，每隔6小时将收口容器3的盖打开1次，缓释容器内的负压，以免收口容器3变形而影响测试结果的准确性，然后盖上收口容器3的盖，直至充填料浆达到终凝，形成充填体实体2；
（3）将终凝后收口容器3内的充填体实体2上部的泌出水1倒掉，称量步骤（2）所获得的充填体实体质量为1049 g，根据质量守恒原理，上部的泌出水质量为47 g，其体积为47 ml。拿一个同样规格的空收口容器作为比照，将清水倒入该空收口容器内，待清水液面与装有充填体实体2的收口容器3内的充填体实体2的料面一致时，称量收口容器内的清水净重为563 g（体积为563 ml），该体积等于收口容器3内的充填体实体2的体积；
（4）根据充填料浆泌水率ζ、沉缩率η概念，泌水率为泌出水质量占充填料浆之中水的总质量的百分比，ζ=47/ 307*100/%=15.3 %；沉缩率为凝固后充填料浆体积变化量占充填料浆总体积的百分比，η= (610-563)/610*100/%=7.7 %。
实施例4：
（1）称量质量为322 g 的水、58 g的水泥、693 g的尾砂，配制成质量浓度为70%、水：水泥：尾砂的配比为1∶0.179∶2.154的充填料浆，充分搅拌均匀后，将充填料浆倒入容积为610 ml的收口容器中，经过短暂放置，待充填料浆中混入的气泡排出，体积减小，容器内的充填料浆体积不再发生变化时，再用剩余的充填料浆灌满容器，然后盖上收口容器3的盖，收口容器3内的充填料浆质量为1072 g；
（2）将步骤（1）收口容器3内的充填料浆摇匀后，静置，让其自然沉降，静置时，每隔5小时将收口容器3的盖打开1次，缓释容器内的负压，以免收口容器3变形而影响测试结果的准确性，然后盖上收口容器3的盖，直至充填料浆达到终凝，形成充填体实体2；
（3）将终凝后收口容器3内的充填体实体2上部的泌出水1倒掉，称量步骤（2）所获得的充填体实体2的质量为1019 g，根据质量守恒原理，上部的泌出水1的质量为53 g，其体积为53 ml；拿一个同样规格的空收口容器作为比照，将清水倒入该空收口容器内，待清水液面与装有充填体实体2的收口容器3内的充填体料面一致时，称量收口容器内的清水净重为557 g或体积为557 ml，该体积等于收口容器3内的充填体实体2的体积；
（4）根据充填料浆泌水率ζ、沉缩率η概念，泌水率为泌出水质量占充填料浆之中水的总质量的百分比，ζ=53/ 322*100/%=16.5 %；沉缩率为凝固后充填料浆体积变化量占充填料浆总体积的百分比，η= (610-557)/610*100/%=8.7 %。
Claims (8)
1.一种充填料浆泌水率和沉缩率的测试方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）配制质量浓度为60～82%、其中水∶水泥∶尾砂的质量配比为1∶0.071～1.139∶1.429～3.417的充填料浆，倒入容积为610 ml的收口容器中，装满后，测得充填料浆的总体积和质量；
（2）将步骤（1）装入收口容器中的充填料浆摇匀后，静置，让其自然沉降，收口容器静置时，每隔3～7小时将收口容器的盖打开1次，缓释容器内的负压，然后盖上收口容器的盖，直至充填料浆达到终凝，形成充填体实体；
（3）将终凝后收口容器内的充填体实体上部的泌出水倒掉，称量步骤（2）所获得的充填体实体的质量，根据使用同规格的空收口容器装水测重比照，得到凝固充填体实体的体积，根据质量守恒定律，充填料浆的质量与凝固充填体实体质量之差即为充填料浆泌出水的质量，也即水的体积；
（4）根据所测出的充填料浆的总体积和质量、充填体实体的体积和泌出水的质量即体积，计算出设定质量浓度和水∶水泥∶尾砂的质量配比的充填料浆的泌水率和沉缩率；其中，泌水率为泌出水质量占充填料浆之中水的总质量的百分比；沉缩率为凝固后的充填体实体体积占充填料浆总体积的百分比。
2.如权利要求1所述的充填料浆泌水率和沉缩率的测试方法，其特征在于，步骤（1）中，所述充填料浆中，水∶水泥∶尾砂的质量配比为1∶0.190～0.800∶2.100～2.800。
3.如权利要求1所述的充填料浆泌水率和沉缩率的测试方法，其特征在于，步骤（1）中，步骤（1）中，所述充填料浆中，水∶水泥∶尾砂的质量配比为1∶0.633∶2.533。
4.如权利要求1所述的充填料浆泌水率和沉缩率的测试方法，其特征在于，步骤（1）中，步骤（1）中，所述充填料浆中，水∶水泥∶尾砂的质量配比为1∶0.407∶2.440。
5.如权利要求1所述的充填料浆泌水率和沉缩率的测试方法，其特征在于，步骤（1）中，步骤（1）中，所述充填料浆中，水∶水泥∶尾砂的质量配比为1∶0.286∶2.286。
6.如权利要求1所述的充填料浆泌水率和沉缩率的测试方法，其特征在于，步骤（1）中，步骤（1）中，所述充填料浆中，水∶水泥∶尾砂的质量配比为1∶0.179∶2.154。
7.如权利要求1所述的充填料浆泌水率和沉缩率的测试方法，其特征在于，步骤（2）中，收口容器静置时，每隔4-6小时将收口容器的盖打开1次，缓释容器内的负压，然后盖上收口容器的盖，直至充填料浆达到终凝，形成充填体实体。
8.如权利要求7所述的充填料浆泌水率和沉缩率的测试方法，其特征在于，步骤（2）中，收口容器静置时，每隔5小时将收口容器的盖打开1次，缓释容器内的负压，然后盖上收口容器的盖，直至充填料浆达到终凝，形成充填体实体。
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