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龙图腾网获悉昆明理工大学申请的专利一种充填采场模拟装置及模拟方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN112901259B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-11-21发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202110058744.9，技术领域涉及：E21F15/00；该发明授权一种充填采场模拟装置及模拟方法是由孙伟;李金鑫;张盛友;赵建光;卢开放;高通;李兆宇设计研发完成，并于2021-01-16向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种充填采场模拟装置及模拟方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种充填采场模拟装置及模拟方法，包括采空区模拟箱、充填系统、控温系统、加湿系统、数据采集系统；通过向采空区模拟箱注入搅拌好的料浆，注入一定高度后停止排放，待充填体固化后，打开手持式三维扫面仪对充填体坡面形状进行扫描并在控制器端实时输出坡面形状的重构模型，研究料浆的流动规律及堆积形态，通过排水系统排出水的质量计算料浆的泌水率及沉缩率。待采空区充满后，打开控温加湿系统根据实际采场内部温度及湿度对采空区内部充填体进行养护，养护一段时间后，拆除模拟箱，对其内部充填体进行开钻取芯，测量其强度分布。本发明操作简单，使用方便，可重现现场充填的整个过程，以便对整个矿山充填工艺进行改进。

本发明授权一种充填采场模拟装置及模拟方法在权利要求书中公布了：1.一种充填采场模拟方法，其特征在于，采用充填采场模拟装置，该模拟装置包括采空区模拟箱9、充填系统、控温系统、加湿系统、数据采集系统； 采空区模拟箱9的左侧及右侧设有用于放置充填管道2的梁结构5，梁结构5呈冂型，梁结构5可移动安装在装置底座10上，并横跨在采空区模拟箱9上方，梁结构5上部设有固定充填管道2的可移动固定板6； 充填系统包括搅拌桶1、充填管道2、压力泵3，充填管道2一端与搅拌桶1连接，另一端为出浆口端，出浆口端安装在固定板6上，压力泵3串联在充填管道2上； 控温系统包括电阻丝12、控温按钮15、显示屏14，电阻丝12安装在装置底座10上，控温按钮15、显示屏14安装在装置底座10一侧边上； 加湿系统包括喷头19、水泵，喷头19为若干个，安装在采空区右侧梁结构5的上部左侧与右侧，将喷头19通过注水管道7与水泵相连； 数据采集系统包括手持式三维扫描仪20、控制器21，手持式三维扫描仪20安装在右侧梁结构5的顶部中间位置，手持式三维扫描仪20与控制器21电连接，数据采集系统用于存储及采集手持式三维扫描仪20对充填体分层面的扫描结果，实时输出在下料方式、下料点及入料浓度不同的情况下，充填体每个分层面的重构模型，确定料浆的流动规律； 所述采空区模拟箱9左侧及右侧均设有排水系统，排水系统包括排水板18、排水槽25、排水孔16、排水管，排水板18内侧贴有编织袋22，排水板18上设有若干排水孔16，排水槽25位于排水板18底部，排水孔16汇流于排水槽25，排水槽25与排水管道连接，通过排水系统可将料浆泌出的水分顺利排出采空区，通过排出水的质量计算料浆的泌水率及沉缩率； 所述充填采场模拟方法具体包括以下步骤： 步骤一：测量采场的高度、宽度、长度及形状并进行等比例缩小，据此确定采空区模拟箱9的大小及形状；根据现场工况确定料浆的下料点及下料方式，确定采场料浆流速，确定采场单次充填还是分几次充填，计算每次充填高度及每次充填的入料浓度；确定采场的温度及湿度变化，据此对采空区模拟箱9的温度及湿度进行适时调控； 步骤二：根据采场尺寸，适当调节采空区模拟箱9的高度、长度及形状；根据采场每一分层的入料浓度计算模拟采场每一分层充填体所需尾砂、水泥及水的质量，通过水泵调节料浆流速；改变管道布置位置及下料方式，研究不同的充填方式对料浆流动规律及充填体强度分布的影响程度，为采场提供一种最为适用的管道布置方式； 步骤三：利用充填系统进行充填，根据模拟箱表面刻度确定充填高度，注完一层后，待充填体固化，推动模拟箱右侧梁结构5对充填体进行扫描并实时输出分层面重构模型，研究不同下料方式对料浆流动规律及堆积形态的影响程度；间隔12-24小时后，调节料浆浓度继续注入下一层，待注满模拟箱后，按照采场的温度及湿度调节模拟箱的温度及湿度对模拟箱内部充填体进行养护，养护一段时间后，拆除钢化玻璃，对不同位置的充填体开钻取芯，研究充填体的强度分布规律。

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