本發(fā)明涉及模擬灌漿的，特別是一種向礦物質(zhì)開采管內(nèi)回填灌漿的可視化模擬裝置及方法。
背景技術(shù)：
1、礦山山體內(nèi)存在有稀有液態(tài)礦物質(zhì)，為了將液體稀有礦物質(zhì)從山體內(nèi)開采出來，通常會在山體1內(nèi)插入一根或多根傾斜的開采管2，如圖1所示，其中，開采管2的左端口封閉，開采管2的另一端口延伸于山體1的外部，開采管2的上半部分的柱面上開設(shè)有多個小孔4，開采管2的結(jié)構(gòu)如圖2~圖3所示。其中，山體內(nèi)的液態(tài)稀有礦物質(zhì)經(jīng)開采管2上的小孔4進入到開采管2內(nèi)，而后液態(tài)稀有礦物質(zhì)在自身重力下，從開采管2的右端口流到外部，以方便操作人員將液態(tài)稀有礦物質(zhì)收集起來。
2、當(dāng)不再對山體1內(nèi)的液態(tài)稀有礦物質(zhì)進行開采時，操作人員采用回填灌漿工藝向開采管2內(nèi)灌注泥漿，以將開采管2完全封堵住，如圖4所示。當(dāng)操作人員在用泥漿向開采管2內(nèi)灌入泥漿的過程中，開采管2內(nèi)的泥漿之間形成有空穴5（產(chǎn)生空穴5的原因與開采管2的傾角、所使用泥漿的類型等因素有關(guān)），如圖5所示，從而導(dǎo)致開采管2并沒有被完全的封堵住。為此，在向開采管2灌入泥漿前，需要選出適當(dāng)類型的泥漿，以避免在開采管2內(nèi)形成空穴5，而現(xiàn)有技術(shù)無法根據(jù)不同傾角的開采管2，對應(yīng)的選出適當(dāng)類型的泥漿。
3、因此，亟需一種能夠選出適當(dāng)類型泥漿用于完全封堵開采管的可視化模擬裝置及方法。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點，提供一種能夠選出適當(dāng)類型泥漿用于完全封堵開采管的向礦物質(zhì)開采管內(nèi)回填灌漿的可視化模擬裝置及方法。
2、本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)：一種向礦物質(zhì)開采管內(nèi)回填灌漿的可視化模擬裝置，它包括試驗臺、透明內(nèi)筒體和透明外筒體，所述試驗臺的頂表面上經(jīng)第一銷軸鉸接有透明外筒體，試驗臺的底表面上固設(shè)有角度調(diào)節(jié)油缸，角度調(diào)節(jié)油缸的活塞桿向上貫穿試驗臺，且延伸端上鉸接有連桿，連桿的另一端經(jīng)第二銷軸鉸接于透明外筒體上；
3、所述透明外筒體內(nèi)固設(shè)有沿其軸向設(shè)置的透明內(nèi)筒體，透明內(nèi)筒體的上半部分的柱面上開設(shè)有多個小孔，透明外筒體左端部的頂表面上固設(shè)有左支架，左支架的側(cè)壁上固設(shè)有多級伸縮油缸，多級伸縮油缸的活塞桿向右貫穿左支架的側(cè)壁，且延伸端上固設(shè)有推塊，推塊與透明內(nèi)筒體的左端口相配合，以將透明內(nèi)筒體的左端口封閉；
4、所述透明外筒體右端部的頂表面上固設(shè)有右支架，右支架的側(cè)壁上固設(shè)有對接油缸，對接油缸的活塞桿向左貫穿右支架的側(cè)壁，且延伸端上固設(shè)有連接板，連接板的下端部固設(shè)有灌漿管，灌漿管的外柱面上焊接有與透明內(nèi)筒體的右端口相對立的堵頭；所述灌漿管的右端口處連接有用于向透明內(nèi)筒體內(nèi)泵送泥漿的灌漿組件；
5、所述透明外筒體的底表面上且沿其長度方向上間隔的固設(shè)有多個安裝架，每個安裝架上均固設(shè)有一個朝向透明外筒體的攝像機。
6、所述試驗臺的頂表面上固設(shè)有立柱，所述透明外筒體的底表面上固設(shè)有拱形板，拱形板經(jīng)第一銷軸鉸接于立柱上。
7、所述透明外筒體的底表面上固設(shè)有位于拱形板右側(cè)的支板，支板經(jīng)第二銷軸鉸接于連桿上。
8、所述推塊和堵頭的直徑均與透明內(nèi)筒體的內(nèi)徑相等。
9、所述透明外筒體的底表面上固設(shè)有角度傳感器。
10、所述灌漿組件包括灌漿泵和儲存槽，灌漿泵的排漿口與灌漿管的右端口之間連接有軟管，灌漿泵的抽漿口處連接有彎管，彎管伸入到儲存槽內(nèi)。
11、該可視化模擬裝置還包括控制器，控制器與角度調(diào)節(jié)油缸、攝像機、角度傳感器和灌漿泵經(jīng)信號線電連接。
12、一種向礦物質(zhì)開采管內(nèi)回填灌漿的可視化模擬方法，它包括以下步驟：
13、s1、測量出山體內(nèi)、待灌漿開采管的傾角a；
14、s2、控制角度調(diào)節(jié)油缸的活塞桿向下縮回，活塞桿帶動連桿向下運動，連桿帶動透明外筒體繞著第一銷軸做順時針旋轉(zhuǎn)，透明外筒體帶動透明內(nèi)筒體、攝像機、角度傳感器、左支架、右支架同步做順時針旋轉(zhuǎn)，其中，角度傳感器實時的監(jiān)測透明外筒體的旋轉(zhuǎn)角度，并且角度傳感器將監(jiān)測的角度實時的傳遞給控制器，同時，左支架帶動多級伸縮油缸同步做順時針旋轉(zhuǎn)，右支架帶動對接油缸和灌漿管同步做順時針旋轉(zhuǎn)；
15、當(dāng)角度傳感器監(jiān)測到透明外筒體的旋轉(zhuǎn)角度與傾角a相等時，控制器立即控制角度調(diào)節(jié)油缸關(guān)閉，從而使透明內(nèi)筒體模擬出開采管在山體的傾斜狀態(tài)；
16、s3、模擬出第一種類型的泥漿a灌注在透明內(nèi)筒體的狀態(tài)，其具體的操作步驟為：
17、s31、操作人員將泥漿a預(yù)先注入到灌漿組件的儲存槽內(nèi)；
18、s32、控制對接油缸的活塞桿向左伸出，活塞桿帶動連接板向左運動，連接板帶動灌漿管和堵頭同步向左運動，當(dāng)對接油缸的活塞桿完全伸出后，堵頭剛好進入到透明內(nèi)筒體的右端口內(nèi)，以將透明內(nèi)筒體的右端口封堵??；
19、s33、控制灌漿組件的灌漿泵啟動，在灌漿泵的泵壓下，儲存槽內(nèi)的泥漿a順次經(jīng)彎管、灌漿泵、軟管、灌漿管，最后灌入到透明內(nèi)筒體中，當(dāng)灌漿泵工作到設(shè)定時間后，控制器控制灌漿泵關(guān)閉，而后操作人員開啟各個攝像機，攝像機對透明內(nèi)筒體進行拍攝，并將拍攝的畫面?zhèn)鬟f到控制器的顯示屏上；若操作人員在顯示屏上觀察到透明內(nèi)筒體內(nèi)存在有空穴，操作人員則判定該類型的泥漿a不適用于對該傾角的開采管進行灌漿；
20、s34、將透明內(nèi)筒體內(nèi)的所有泥漿a全部排放到外部：控制對接油缸的活塞桿向右縮回，活塞桿帶動連接板、灌漿管和堵頭同步向右運動，進而使堵頭從透明內(nèi)筒體內(nèi)退出；而后控制多級伸縮油缸的活塞桿向右伸出，活塞桿帶動推塊向右運動，推塊逐漸將透明內(nèi)筒體內(nèi)的泥漿a從透明內(nèi)筒體的右端口處推排出來，當(dāng)推塊運動到透明內(nèi)筒體的右端口處時，即可實現(xiàn)將透明內(nèi)筒體內(nèi)的所有泥漿a全部大排放到外部；
21、s4、模擬出第二種類型的泥漿b灌注在透明內(nèi)筒體的狀態(tài)，其具體的操作步驟為：
22、s41、操作人員將儲存槽內(nèi)的泥漿a排放出來，而后將第二種類型的泥漿b預(yù)先注入向儲存槽內(nèi)；
23、s42、控制對接油缸的活塞桿向左伸出，使堵頭進入到透明內(nèi)筒體的右端口內(nèi)，以將透明內(nèi)筒體的右端口封堵??；
24、s43、控制灌漿組件的灌漿泵啟動，在灌漿泵的泵壓下，儲存槽內(nèi)的泥漿b順次經(jīng)彎管、灌漿泵、軟管、灌漿管，最后灌入到透明內(nèi)筒體中，當(dāng)灌漿泵工作到設(shè)定時間后，控制器控制灌漿泵關(guān)閉，而后操作人員開啟各個攝像機，攝像機對透明內(nèi)筒體進行拍攝，并將拍攝的畫面?zhèn)鬟f到控制器的顯示屏上；若操作人員在顯示屏上觀察到透明內(nèi)筒體內(nèi)不存在有空穴，操作人員則判定該類型的泥漿b適用于對該傾角的開采管進行灌漿；
25、s5、當(dāng)選定第二種類型的泥漿b后，操作人員在實際的灌漿作業(yè)中，將該類型的泥漿b灌入到山體內(nèi)的開采管內(nèi)，以將開采管完全的封堵住。
26、本發(fā)明具有以下優(yōu)點：能夠選出適當(dāng)類型泥漿用于完全封堵開采管。
1.一種向礦物質(zhì)開采管內(nèi)回填灌漿的可視化模擬裝置，其特征在于：它包括試驗臺（6）、透明內(nèi)筒體（12）和透明外筒體（8），所述試驗臺（6）的頂表面上經(jīng)第一銷軸（7）鉸接有透明外筒體（8），試驗臺（6）的底表面上固設(shè)有角度調(diào)節(jié)油缸（9），角度調(diào)節(jié)油缸（9）的活塞桿向上貫穿試驗臺（6），且延伸端上鉸接有連桿（10），連桿（10）的另一端經(jīng)第二銷軸（11）鉸接于透明外筒體（8）上；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種向礦物質(zhì)開采管內(nèi)回填灌漿的可視化模擬裝置，其特征在于：所述試驗臺（6）的頂表面上固設(shè)有立柱（23），所述透明外筒體（8）的底表面上固設(shè)有拱形板（24），拱形板（24）經(jīng)第一銷軸（7）鉸接于立柱（23）上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種向礦物質(zhì)開采管內(nèi)回填灌漿的可視化模擬裝置，其特征在于：所述透明外筒體（8）的底表面上固設(shè)有位于拱形板（24）右側(cè)的支板（25），支板（25）經(jīng)第二銷軸（11）鉸接于連桿（10）上。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種向礦物質(zhì)開采管內(nèi)回填灌漿的可視化模擬裝置，其特征在于：所述推塊（15）和堵頭（20）的直徑均與透明內(nèi)筒體（12）的內(nèi)徑相等。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種向礦物質(zhì)開采管內(nèi)回填灌漿的可視化模擬裝置，其特征在于：所述透明外筒體（8）的底表面上固設(shè)有角度傳感器。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種向礦物質(zhì)開采管內(nèi)回填灌漿的可視化模擬裝置，其特征在于：所述灌漿組件包括灌漿泵（26）和儲存槽（27），灌漿泵（26）的排漿口與灌漿管（19）的右端口之間連接有軟管（28），灌漿泵（26）的抽漿口處連接有彎管，彎管伸入到儲存槽（27）內(nèi)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種向礦物質(zhì)開采管內(nèi)回填灌漿的可視化模擬裝置，其特征在于：該可視化模擬裝置還包括控制器，控制器與角度調(diào)節(jié)油缸（9）、攝像機（22）、角度傳感器和灌漿泵（26）經(jīng)信號線電連接。
8.一種向礦物質(zhì)開采管內(nèi)回填灌漿的可視化模擬方法，采用權(quán)利要求7所述的向礦物質(zhì)開采管內(nèi)回填灌漿的可視化模擬裝置，其特征在于：它包括以下步驟：