一种尾矿坝淤堵现象模拟装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种尾矿坝淤堵现象模拟装置，属于矿山岩土工程技术领域。该装置包括悬浮液制备装置、控水装置、过滤装置、淤堵试验装置，控水装置设置在悬浮液制备装置上端，控水装置通过管道与悬浮液制备装置连通，过滤装置设置在淤堵试验装置上端，过滤装置的一端与控水装置连通且另一端与淤堵试验装置连通，淤堵试验装置通过管道与悬浮液制备装置连通。本实用新型专利技术可以用于研究尾矿坝坝体内发生的淤堵现象，研究其发生条件及机理，通过改变悬浮颗粒粒径和浓度、多孔介质的粒径、水环境、入渗水头等条件来研究不同的淤堵情况，试图建立淤堵模式判别系统。

A simulation device for the siltation of a tailings dam

The utility model relates to a simulation device for the silting and plugging of a tailings dam, which belongs to the technical field of mine geotechnical engineering. The device comprises a slurry preparation device, water control device, a filtering device, clogging test device, water control device is arranged on the upper suspension preparation device, a water control device through the pipeline and preparation of suspension device connected, filtering device is arranged at the upper end of the clogging test device, a filtering device and water control and the other end connected device and clogging test device with clogging test device through a pipeline and preparation of suspension device connectivity. The utility model can be used to study the occurrence of tailings dam body blocking phenomenon, study the occurrence conditions and mechanism, by changing the particle size and concentration in porous medium, the particle size, water environment, infiltration head and other conditions to study different clogging, trying to establish a pattern discrimination system clogging.

【技术实现步骤摘要】
一种尾矿坝淤堵现象模拟装置
本技术涉及一种尾矿坝淤堵现象模拟装置，属于矿山岩土工程

技术介绍
随着尾矿库溃坝事故的发生，越来越多的科学家、研究人员参与到对尾矿库溃坝机理的研究当中，以寻求达到有效防治尾矿库灾害的目的，其中研究尾矿库溃坝前坝体内部结构的改变就是其中一个重要研究环节。尾矿库稳定性研究涉及到土力学、水力学和泥沙动力学等相关学科的交叉领域，这为尾矿库稳定性研究带来了难度，并且尾矿坝失稳不是某一个因素引起的，往往是多个因素共同作用的结果，就其本质而言，是由于内部因素如孔隙结构等与外界环境改变如尾矿坝增高加载、地震、降雨等，外界环境作为溃坝发生的引导因子共同作用，使尾矿库中应力场、渗流场等发生变化，从而导致尾矿坝失稳。在尾矿坝稳定性研究中，浸润线是判断尾矿坝稳定性的重要指标，而浸润线的高低则受到坝体渗透性的影响，坝体具有良好的透水性，可及时排除库内积水，降低浸润线，提高坝体稳定性。淤堵现象是多孔介质中普遍存在的现象，很多学者对淤堵进行研究表明淤堵会降低多孔介质渗透性，在尾矿坝中，渗流过程中细小颗粒的沉积和滞留、或者化学环境的改变会引起尾矿坝坝体排渗体中的孔隙渗流通道发生淤堵，降低坝体渗透性，使得坝体浸润面位置升高，进而会导致坝体稳定性降低甚至溃坝，溃坝后不仅伴随着严重社会影响还会带来难于逆转的环境效应。
技术实现思路
本技术针对现有技术存在的问题，提供一种尾矿坝渗流淤堵现象模拟装置，该装置通过在透明筒柱中更换不同粒径多孔介质，研究多孔介质粒径对淤堵时空分布特征的影响规律；通过改变悬浮颗粒的粒径与浓度等，可研究悬浮颗粒特征对淤堵时空分布特征的影响规律；通过控制不同高度的溢水回流器，改变渗滤液入渗高度，研究渗滤液入渗水位变化对淤堵时空分布特征的影响规律；通过管路与阀门的控制形成从上之下与从下至上两种渗滤方向回路，研究不同入渗方向条件下的淤堵时空分布特征规律；还可研究多因素耦合条件下淤堵时空分布特征规律。本技术为解决其技术问题而采用的技术方案是：一种尾矿坝淤堵现象模拟装置，包括悬浮液制备装置、控水装置、过滤装置、淤堵试验装置，控水装置设置在悬浮液制备装置上端，控水装置通过管道与悬浮液制备装置连通，过滤装置设置在淤堵试验装置上端，过滤装置的一端与控水装置连通且另一端与淤堵试验装置连通，淤堵试验装置通过管道与悬浮液制备装置连通。所述悬浮液制备装置包括固定台Ⅰ1、搅拌槽2、搅拌器、电机3、储水箱4、抽水泵5、注水管6、排水管7、抽水泵出水管8、盖板9、流量表10，搅拌槽2设置在固定台Ⅰ1中心，搅拌器、电机3设置在搅拌槽2底部，电机3的输出端与搅拌器连接，储水箱4设置在固定台Ⅰ1上端，抽水泵5固定设置在储水箱4的内底面，抽水泵出水管8延伸到储水箱4的壁外并与控水装置连通，盖板9设置在储水箱4的顶端，注水管6设置在盖板4上，流量表10设置在注水管6上，排水管7设置在储水箱4底部。所述搅拌器包括搅拌轴固定座11、搅拌轴12、搅拌轴传动轮13、搅拌支撑柱14、搅拌臂15、搅拌叶片16，电机3的输出端设置有电机传动轮17，搅拌轴固定座11固定设置在搅拌槽2底部，搅拌轴12竖直设置在搅拌轴固定座11上，搅拌轴传动轮13固定设置在搅拌轴12上并与电机传动轮17相配合，搅拌支撑柱14竖直设置在储水箱4的内底面，搅拌支撑柱14设置有中心通孔，中心通孔内设置搅拌轴12，搅拌臂15固定设置在搅拌轴12顶端，搅拌臂15上设置有对称于搅拌轴12的搅拌桨，搅拌桨上设置有若干层搅拌叶片16，搅拌叶片之间存在间隙，可减小搅拌时的阻力，且搅拌轴可顺时或逆时旋转，可降低颗粒的沉积效应并使搅拌更加均匀。所述控水装置包括支撑杆18、控水器19、分隔板20、回水管21、实验进水管22，支撑杆18固定设置在固定台Ⅰ1顶端，控水器19固定设置在支撑杆18顶端，分隔板20竖直设置在控水器19内并将控水器19分成进水室23和回水室24，回水管21设置在回水室24底端，进水室23底部设置有软管，软管与抽水泵出水管8连通，实验进水管22设置在进水室23侧壁，实验进水管22通过可拆卸软管与过滤装置连通，控水器19设有进水室23和回水室24可保证多余悬浊液不溢出，并通过回水室24壁上的回水管26回流至储水箱内，实现溶液循环。进一步地，实验进水管22上设置有试验进水阀25，回水管21上设置有回水阀26。所述淤堵试验装置包括固定台Ⅱ27、淤堵器28，淤堵器28的上层为滤液部件且下层为试样部件，顶盖29、淤堵器进水管30、溶液管31、缓冲板Ⅰ32、缓冲板Ⅱ33，顶盖29设置在滤液部件顶端，淤堵器进水管30、溶液管31固定设置在顶盖29上，缓冲板Ⅰ32固定设置在滤液部件的内壁，缓冲板Ⅱ33柔性连接在缓冲板Ⅰ32下方，滤液部件的侧壁由上至下设置有溢水回流器Ⅰ34、溢水回流器Ⅱ35、溢水回流器Ⅲ36、上溢水管37，溢水回流器Ⅰ34、溢水回流器Ⅱ35、溢水回流器Ⅲ36分别通过溢水回流管Ⅰ38、溢水回流管Ⅱ39、溢水回流管Ⅲ40与储水箱4连通，上溢水管37底端设置有下溢水管41，试样部件固定连接在滤液部件底端，试样部件的侧壁设置有水压监测管42，试样部件内壁固定设置有滤网Ⅰ43，试样部件的侧壁固定设置有饱和管44，饱和管44位于滤网Ⅰ43下方，试样部件的底部固定设置有漏斗45，漏斗45下方倾斜设置有接水板46，试样部件的侧壁固定设置有下排水管47，下排水管47与接水板46的底端连接，下排水管47延伸至流量收集器48内，流量收集器48设置在固定台Ⅱ27一侧，下排水管47与下溢水管41连通。所述缓冲板Ⅰ32和缓冲板Ⅱ33的两次缓冲共同起到减少溶液对表层试样带来的冲击并降低对实验现象的破坏的目的。所述溢水回流器Ⅰ34、溢水回流器Ⅱ35、溢水回流器Ⅲ36保证不同水位高度的实验要求，并分别通过溢水回流管连接至储水箱中，实现溶液循环。进一步地，所述淤堵试验装置还包括搅拌器49，搅拌器49固定设置在顶盖29上，搅拌器49的搅拌桨延伸至滤液部件内，搅拌桨的底端设置在缓冲板Ⅰ32的中心孔内；上溢水管37上设置有上溢水阀，下溢水管41上设置有下溢水阀，饱和管44上设置有饱水阀，下排水管46上设置有下排水阀，通过控制上溢水阀、下溢水阀及下排水阀可形成不同回路的水流通道，进行不同方向条件下的试验，漏斗45下部设置有漏斗排水阀。进一步地，下排水管47上还设置有浊度仪50、流量计51，结合浊度仪与流量计可提高试验数据采集的精确性，且操作简单。进一步地，滤液部件包括2个以上同轴固定连接的透明圆筒，试样部件包括4个以上同轴固定连接的透明圆筒，透明圆筒之间还设置有橡胶垫圈，橡胶垫圈可保证筒柱的密闭性，筒柱可拆卸，试验后可对试样进行分层筛样。所述过滤装置包括过滤器52、固定杆53、滤网Ⅱ54、受压板Ⅰ55、受压板Ⅱ56、进气管57、气泵，过滤器52设置在淤堵试验装置上端且通过固定杆53固定在固定台Ⅱ27上，过滤器52内设置有粗过滤室58、精过滤室59，精过滤室59设置在粗过滤室58下方，滤网Ⅱ54设置在粗过滤室58底部，受压板Ⅰ55固定设置在滤网Ⅱ54下端，受压板Ⅱ56柔性设置在受压板Ⅰ55下方，进气管57一端设在受压板Ⅰ55下方且设置在受压板Ⅱ56上方，另一端与气泵连接，气泵设置本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种尾矿坝淤堵现象模拟装置，其特征在于：包括悬浮液制备装置、控水装置、过滤装置、淤堵试验装置，控水装置设置在悬浮液制备装置上端，控水装置通过管道与悬浮液制备装置连通，过滤装置设置在淤堵试验装置上端，过滤装置的一端与控水装置连通且另一端与淤堵试验装置连通，淤堵试验装置通过管道与悬浮液制备装置连通。

【技术特征摘要】
1.一种尾矿坝淤堵现象模拟装置，其特征在于：包括悬浮液制备装置、控水装置、过滤装置、淤堵试验装置，控水装置设置在悬浮液制备装置上端，控水装置通过管道与悬浮液制备装置连通，过滤装置设置在淤堵试验装置上端，过滤装置的一端与控水装置连通且另一端与淤堵试验装置连通，淤堵试验装置通过管道与悬浮液制备装置连通。2.根据权利要求1所述尾矿坝淤堵现象模拟装置，其特征在于：所述悬浮液制备装置包括固定台Ⅰ（1）、搅拌槽（2）、搅拌器、电机（3）、储水箱（4）、抽水泵（5）、注水管（6）、排水管（7）、抽水泵出水管（8）、盖板（9）、流量表（10），搅拌槽（2）设置在固定台Ⅰ（1）中心，搅拌器、电机（3）设置在搅拌槽（2）底部，电机（3）的输出端与搅拌器连接，储水箱（4）设置在固定台Ⅰ（1）上端，抽水泵（5）固定设置在储水箱（4）的内底面，抽水泵出水管（8）延伸到储水箱（4）的壁外并与控水装置连通，盖板（9）设置在储水箱（4）的顶端，注水管（6）设置在盖板（9）上，流量表（10）设置在注水管（6）上，排水管（7）设置在储水箱（4）底部。3.根据权利要求2所述尾矿坝淤堵现象模拟装置，其特征在于：所述搅拌器包括搅拌轴固定座（11）、搅拌轴（12）、搅拌轴传动轮（13）、搅拌支撑柱（14）、搅拌臂（15）、搅拌叶片（16），电机（3）的输出端设置有电机传动轮（17），搅拌轴固定座（11）固定设置在搅拌槽（2）底部，搅拌轴（12）竖直设置在搅拌轴固定座（11）上，搅拌轴传动轮（13）固定设置在搅拌轴（12）上并与电机传动轮（17）相配合，搅拌支撑柱（14）竖直设置在储水箱（4）的内底面，搅拌支撑柱（14）设置有中心通孔，中心通孔内设置搅拌轴（12），搅拌臂（15）固定设置在搅拌轴（12）顶端，搅拌臂（15）上设置有对称于搅拌轴（12）的搅拌桨，搅拌桨上设置有若干层搅拌叶片（16）。4.根据权利要求2所述尾矿坝淤堵现象模拟装置，其特征在于：所述控水装置包括支撑杆（18）、控水器（19）、分隔板（20）、回水管（21）、实验进水管（22），支撑杆（18）固定设置在固定台Ⅰ（1）顶端，控水器（19）固定设置在支撑杆（18）顶端，分隔板（20）竖直设置在控水器（19）内并将控水器（19）分成进水室（23）和回水室（24），回水管（21）设置在回水室（24）底端，进水室（23）底部设置有软管，软管与抽水泵出水管（8）连通，实验进水管（22）设置在进水室（23）侧壁，实验进水管（22）通过可拆卸软管与过滤装置连通。5.根据权利要求4所述尾矿坝淤堵现象模拟装置，其特征在于：实验进水管（22）上设置有试验进水阀（25），回水管（21）上设置有回水阀（26）。6.根据权利要求2所述尾矿坝淤堵现象模拟装置，其特征在于：所述淤堵试验装置包括固定台Ⅱ（27）、淤堵器（28），淤堵器（28）的上...

【专利技术属性】
技术研发人员：高亚伟，王光进，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：新型
国别省市：云南,53