CN112098167B - 一种砝码在判定膏体脱模时间中的应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种砝码，属于煤矿充填领域，其特征在于，包括砝码本体和凸块，所述凸块设置在砝码本体底端并外凸于砝码本体，所述砝码的重量设为m千克，所述凸块底端的表面积设为s平方厘米，且m/s=0.6；以及该砝码在判定膏体脱模时间中的应用，方法为：将砝码竖直放到尚未拆模的膏体试块表面上，砝码重量即集中在其底端凸块上，从而根据接触的膏体试块变形情况来判定膏体试块是否达到脱模时间；本发明采用简单的砝码结构即可量化判断膏体脱模时间，误差小，准确率高，而且方法简单，快捷有效。

Description

一种砝码在判定膏体脱模时间中的应用
技术领域
本发明涉及煤矿充填技术领域，具体涉及一种砝码及其在判定膏体脱模时间中的应用。
背景技术
煤矿充填开采属于填充采矿法的一种，煤矿充填开采可控制地表沉陷，保护地面建筑物，实现“三下”压煤和煤柱的安全开采，解放煤矿开采产生的大量呆滞资源，实现矿井可持续发展。化验室通过模拟井下条件判断膏体脱模时间，具体根据行业标准制备成固定规格的膏体试块，来测试其脱模时间，只要膏体能够实现自稳即达到拉架脱模时间，即实际井下填充工作面达到该脱模时间就可以继续拉架采煤。
现有技术中对膏体脱模时间的判定，采用手指按压试块表面的办法，但由于每个人力度不同，判断结果大相径庭，而对脱模时间的准确判定，直接影响着充填质量及工程进度，脱模过早，膏体容易垮塌，脱模过晚，则严重影响工程进度。
因此，亟需一种具体量化的膏体脱模时间的判定方法，来解决这种因人而异存在较大判断误差的问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种砝码及其在判定膏体脱模时间中的应用，采用简单的砝码结构即可量化判断膏体脱模时间，误差小，准确率高，而且方法简单，快捷有效。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种砝码，其特征在于，包括砝码本体和凸块，所述凸块设置在砝码本体底端并外凸于砝码本体，所述砝码的重量设为m千克，所述凸块底端的表面积设为s平方厘米，且m/s=0.6。
进一步的，所述凸块底端的横截面设置为圆形、梅花形、正方形、长方形、菱形、梯形或不规则图形。
进一步的，所述砝码本体设置成圆柱体、长方体或其他不规则体。
进一步的，所述砝码本体顶部还设有手柄。
进一步的，m=0.6，s=1。
另外，通过合理计算膏体自稳需要达到的抗压强度，借助加工的标准物件（砝码）实现标准计量和判断。
本发明的思路为：
充填工作面膏体高度约为3米，膏体密度约为2吨/立方米，即底面积为1平方米的膏体，高度为3米时总重为6吨，对最底端的压强=6吨*10牛顿/千克/1平方米=6000千克*10牛顿/千克/1平方米=60000牛顿/平方米=60000帕=0.06兆帕，即高度为3米的充填膏体，其膏体自稳需要达到的抗压强度为0.06兆帕；
当作用面积为1平方厘米时，质量只需0.6千克，就可产生0.06兆帕压强；
因此设计一底端突出为1平方厘米横截面积的砝码，质量为0.6千克，即可满足上述抗压强度要求，顶部设计有手柄，便于操作，于是产生了上述砝码结构。
上述砝码在判定膏体脱模时间中的应用，其特征在于，采用所述砝码判定膏体脱模时间的方法为：将砝码竖直放到尚未拆模的膏体试块表面上，砝码重量即集中在其底端凸块上，从而根据接触的膏体试块变形情况来判定膏体试块是否达到脱模时间。
进一步的，砝码竖直放置在尚未拆模的膏体试块表面，3-5秒后砝码有陷入或膏体表面有明显压痕，即说明膏体未达到脱模时间，膏体不能脱模；当底凸块不陷入或膏体表面无明显压痕，即说明膏体已达到脱模时间。
进一步的，所述膏体试块达到脱模时间的强度对应井下充填体的高度为3米时的自稳强度。
另外，井下充填体的高度每增加1米时，m/s比值相应增加0.2。
当m/s=0.8时，膏体试块达到脱模时间的强度对应井下充填体的高度为4米时的自稳强度，用于判定井下充填体高度为4米时的脱模时间；
当m/s=1时，膏体试块达到脱模时间的强度对应井下充填体的高度为5米时的自稳强度，用于判定井下充填体高度为5米时的脱模时间。
本发明的有益效果是：
1.本发明创造性地改变现有砝码结构，在其底部增设凸块，并限定其底端表面积与砝码重量的关系，扩大了砝码产品的适用范围；
2.本发明首创性地将特殊结构的砝码用于判定膏体脱模时间，与现有的手指按压主管判断方法相比，变主观判定为客观量化，达到统一，消除了人与人之间的判断误差，准确率高，而且方法非常简单，判定砝码物件小，易操作，快捷有效；
3.本发明可广泛应用于膏体或混凝土行业，用于膏体或混凝土试块脱模时间的判定，大大提高了工作效率和准确度。
附图说明
图1是本发明一实施例的砝码结构示意图；
图2是本发明实施例的砝码用于判定膏体脱模时间的使用状态图；
图3是本发明实施例的砝码用于判定膏体脱模时间的使用状态图；
图中：1.砝码本体，2.凸块，3.手柄。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实施例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
如图1所示，本实施例的砝码包括砝码本体1和凸块2，所述凸块2设置在砝码本体1底端并外凸于砝码本体1，所述凸块2设置成圆柱状，另外，凸块底端的横截面不局限为圆形，还可以是梅花形、正方形、长方形、菱形或不规则图形；所述砝码的重量设为0.6千克，所述凸块2底端的表面积设为1平方厘米，且m/s=0.6。
本实施例的砝码本体1设置成圆柱体，另外本发明的其他实施例中还可以将其设置为长方体或其他形状。
本实施例的砝码本体1顶部还设有手柄3，便于砝码的取放。
采用本实施例的砝码判定膏体脱模时间的方法：
首先，采用市购模具制备膏体试块，膏体试块尺寸执行行业标准的边长为70.7MM的立方体；但所述膏体试块尺寸不局限于此，本实施例测的是1平方厘米面积的变形，所以膏体面积至少大于1平方厘米即可；
将砝码竖直放到尚未拆模的膏体试块表面上，砝码重量即集中在其底端凸块2上；
3-5秒后砝码有陷入或膏体表面有明显压痕，如图2所示，即说明膏体未达到脱模时间，膏体不能脱模；由图2可见，膏体试块右侧明显变形，重力作用下不能自稳；
当底凸块2不陷入或膏体表面无明显压痕，如图3所示，即说明膏体已达到脱模时间。
上述实施例中膏体试块达到脱模时间的强度对应井下充填体的高度为3米时的自稳强度，另外，井下充填体的高度每增加1米时，m/s比值相应增加0.2。例如制备m/s=1的砝码（所述凸块2底端表面积设不变，砝码重量为1千克），此时膏体试块达到脱模时间的强度对应井下充填体的高度为5米时的自稳强度，用于判定井下充填体高度为5米时的脱模时间，具体操作方法同上。

Claims (3)

1.一种砝码在判定膏体脱模时间中的应用，其特征在于，所述砝码包括砝码本体（1）和凸块（2），所述凸块（2）设置在砝码本体（1）底端并外凸于砝码本体（1），所述砝码的重量设为m千克，所述凸块（2）底端的表面积设为s平方厘米；
所述凸块（2）底端的横截面设置为圆形、梅花形、正方形、长方形、菱形、梯形或不规则图形；所述砝码本体（1）设置成圆柱体、长方体或不规则体；
采用所述砝码判定膏体脱模时间的方法为：将砝码竖直放到尚未拆模的膏体试块表面上，砝码重量即集中在其底端凸块（2）上，从而根据接触的膏体试块变形情况来判定膏体试块是否达到脱模时间；
砝码竖直放置在尚未拆模的膏体试块表面，3-5秒后砝码有陷入或膏体表面有明显压痕，即说明膏体未达到脱模时间，膏体不能脱模；当底凸块（2）不陷入或膏体表面无明显压痕，即说明膏体已达到脱模时间；
m/s=0.6时，膏体试块达到脱模时间的强度对应井下充填体的高度为3米时的自稳强度；
井下充填体的高度每增加1米时，m/s比值相应增加0.2；
当m/s=0.8时，膏体试块达到脱模时间的强度对应井下充填体的高度为4米时的自稳强度，用于判定井下充填体高度为4米时的脱模时间；
当m/s=1时，膏体试块达到脱模时间的强度对应井下充填体的高度为5米时的自稳强度，用于判定井下充填体高度为5米时的脱模时间。
2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述砝码本体（1）顶部还设有手柄（3）。
3.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，m=0.6，s=1。
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