CN101782454A - 尾矿库溃决试验装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种尾矿库溃决试验装置，设置在基座上的水库，其特征在于：该水库的库坝由固定支架和至少一块活动挡板构成，所述活动挡板上安装有吊耳，该吊耳经螺栓与起吊横梁相装配，该起吊横梁的一端与所述固定支架相铰接，该起吊横梁的另一端连接在汽缸的推杆上，所述汽缸安装在汽缸支架上，该汽缸支架固定在所述基座上。其显著效果是：结构简单、成本低、易于维修、操作方便的尾矿库溃决试验装置，能模拟出尾矿库在不同高度、不同溃坝口宽下模拟出溃坝泥浆的流态演进特征、泥浆运动过程中的应力场、流场分布规律，以及泥浆冲击扇范围、沉积厚度随泥浆运动距离的关系等尾矿库溃坝数据。

Description

尾矿库溃决试验装置
技术领域
本发明属于尾矿库模拟试验设备，具体地说，是一种用于模拟测试尾矿库溃决的试验装置。
背景技术
尾矿库是一种特殊的工业建筑物，也是一座人工建造的具有高势能泥石流的巨大危险源，因其存在溃坝的危险，所以它是矿山安全的头等问题。到目前为止，世界上正在使用的各类尾矿库有20多万座，且部分存在较大的安全隐患。由于矿山企业一味追求经济利益，置尾矿坝安全于不顾，导致各地发生了许多灾难性的溃坝事故。然而，通过对国内外资料的搜集与研读，发现对尾矿坝的研究多集中在环境污染、稳定性分析等方面，而对尾矿坝溃坝灾害的研究基本为一个空白。尾矿坝一旦溃坝，将对下游造成的巨大灾害，因此，尾矿坝溃坝泥浆的流态演进过程以及泥浆运动过程中的应力场和流场分布规律的测算和分析是尾矿坝溃坝流体力学发展之关键技术。
尾矿坝溃坝研究目的就是为了通过对溃坝流态演进过程的分析计算，预测尾矿库泄砂总量、坝址最大砂流量、坝址流量过程线、重要建筑物处的受力过程等溃坝重要参数，全面分析溃坝灾害的影响范围和程度，为下游防灾减灾工程等一系列安全问题提供可靠、坚实的理论基础。指导并提出下游救援应急预案，指出下游人员的撤离高程，并指导其撤离危险区域。
在尾矿坝溃坝风险评估方面，可根据溃坝计算结果，评估下游地区的灾害情况；在尾矿坝设计方面，通过对尾矿坝溃坝流体力学的深入研究，溃坝计算成果可为设计单位对尾矿坝的现场设计与施工提供参考资料，设计单位可根据溃坝计算数据决定是否在坝体下游建立拦挡坝、导流槽，以减缓矿浆对下游重要建筑物的冲击力度，达到防灾减灾的作用。
现有技术的缺点是：还没有一种装置能模拟尾矿库在不同高度、不同溃坝口宽下模拟出溃坝泥浆的流态演进特征、泥浆运动过程中的应力场、流场分布规律，以及泥浆冲击扇范围、沉积厚度随泥浆运动距离的关系等尾矿库溃坝数据。
发明内容
本发明的目的是提供一种结构简单、体积小、成本低、易于维修、操作方便的尾矿库溃决试验装置，能模拟出尾矿库在不同高度、不同溃坝口宽下模拟出溃坝泥浆的流态演进特征、泥浆运动过程中的应力场、流场分布规律，以及泥浆冲击扇范围、沉积厚度随泥浆运动距离的关系等尾矿库溃坝数据。
为达到上述目的，本发明提供了一种尾矿库溃决试验装置，设置在基座上的水库，其关键在于：该水库的库坝由固定支架和至少一块活动挡板构成，所述活动挡板上安装有吊耳，该吊耳经螺栓与起吊横梁相装配，该起吊横梁的一端与所述固定支架相铰接，该起吊横梁的另一端连接在汽缸的推杆上，所述汽缸安装在汽缸支架上，该汽缸支架固定在所述基座上。
多块活动挡板分别或同时与起吊横梁固定在一起，当汽缸拉动起吊横梁上行，活动挡板与固定支架脱离，形成试验所需要的溃坝口，水库内预存的模拟泥浆就从该溃坝口处流出，模拟出溃坝泥浆的流态演进特征、泥浆运动过程中的应力场、流场分布规律，以及泥浆冲击扇范围、沉积厚度随泥浆运动距离的关系等尾矿库溃坝数据。
起吊横梁拉动不同位置、不同高度的活动挡板，就能模拟出不同高度、不同溃坝口的尾矿库溃坝数据。
起吊横梁与固定支架的铰接处位于库坝的顶端。
所述汽缸支架经第一转轴(8)与所述汽缸的缸体连接，该汽缸的推杆与所述起吊横梁通过第二转轴连接。
第一转轴实现汽缸支架与汽缸之间的活动连接，第二转轴实现推杆与起吊横梁之间的活动连接，汽缸带动起吊横梁运动，当起吊横梁绕固定支架转动时，第一转轴和第二转轴实现汽缸自身的角度摆动。
所述活动挡板经螺栓与所述固定支架相装配。
为被起吊横梁提起的活动挡板依然固定在固定支架上，形成为缺口的坝体部分。
所述固定支架上并排安装有三块梯形的活动挡板，三块依次由坝顶向坝底排列。
本发明的显著效果是：提供一种结构简单、成本低、易于维修、操作方便的尾矿库溃决试验装置，能模拟出尾矿库在不同高度、不同溃坝口宽下模拟出溃坝泥浆的流态演进特征、泥浆运动过程中的应力场、流场分布规律，以及泥浆冲击扇范围、沉积厚度随泥浆运动距离的关系等尾矿库溃坝数据。
附图说明
图1是本发明所有活动挡板被提起的状态图；
图2是本发明所有活动挡板被放下的状态图；
图3是本发明中库坝的俯视图；
图4是起吊横梁将所有活动挡板提起的状态图；
图5是起吊横梁将第一块活动挡板提起的状态图；
图6是起吊横梁将第一、二块活动挡板提起的状态图；
图7是起吊横梁将第一、二、三块活动挡板提起的状态图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。
如图1所示：一种尾矿库溃决试验装置，设置在基座1上的水库2，该水库2的库坝由固定支架3和至少一块活动挡板构成，所述活动挡板上安装有吊耳4，该吊耳经螺栓与起吊横梁5相装配，该起吊横梁5的一端与所述固定支架3相铰接，该起吊横梁5的另一端连接在汽缸6的推杆6a上，所述汽缸6安装在汽缸支架7上，该汽缸支架7固定在所述基座1上。
多块活动挡板分别或同时与起吊横梁5固定在一起，当汽缸6拉动起吊横梁5上行，活动挡板与固定支架3脱离，形成试验所需要的溃坝口，水库2内预存的模拟泥浆就从该溃坝口处流出，模拟出溃坝泥浆的流态演进特征、泥浆运动过程中的应力场、流场分布规律，以及泥浆冲击扇范围、沉积厚度随泥浆运动距离的关系等尾矿库溃坝数据。
起吊横梁5拉动不同位置、不同高度的活动挡板，就能模拟出不同高度、不同溃坝口的尾矿库溃坝数据。
起吊横梁5与固定支架3的铰接处位于库坝的顶端。
所述汽缸支架7经第一转轴8与所述汽缸6的缸体连接，该汽缸6的推杆6a与所述起吊横梁5通过第二转轴9连接。
第一转轴8实现汽缸支架7与汽缸6之间的活动连接，第二转轴9实现推杆6a与起吊横梁5之间的活动连接，汽缸6带动起吊横梁5运动，当起吊横梁5绕固定支架3转动时，第一转轴8和第二转轴9实现汽缸6自身的角度摆动。
所述活动挡板经螺栓与所述固定支架3相装配。
为被起吊横梁5提起的活动挡板依然固定在固定支架3上，形成为缺口的坝体部分。
所述固定支架3上并排安装有三块梯形的活动挡板，三块依次由坝顶向坝底排列。
可以在固定支架3装配4、5块或更多的活动挡板，以满足不同尾矿库溃坝模拟试验的需要。要控制某一块或几块活动挡板模拟库坝的溃决状态，只要将这一块或几块活动挡板与起吊横梁5用螺栓装配在一起，其余的活动挡板依然用螺栓与固定支架3装配在一起。保证起吊横梁5只能可靠地拉起这一块或几块活动挡板。只需调整活动挡板是与起吊横梁5装配还是与固定支架3装配的装配关系，就可以实现不同溃坝状态的模拟试验。
为获取溃坝泥浆的流态，所述库坝两侧的水库堤岸和河堤都是透明材料板，该透明材料板为有机玻璃板或玻璃钢。库坝下游的河堤和河床也都是透明材料板。所述在模拟流道一侧的透明材料板上安装有压力传感器，另一侧的透明材料板布置有摄像头。
尽管以上结构结合附图对本发明的优选实施例进行了描述，但本发明不限于上述具体实施方式，上述具体实施方式仅仅是示意性的而不是限定性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不违背本发明宗旨及权利要求的前提下，可以作出多种类似的表示，如更改活动挡板的数量和安装位置种类等方式，这样的变换均落入本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种尾矿库溃决试验装置，设置在基座(1)上的水库(2)，其特征在于：该水库(2)的库坝由固定支架(3)和至少一块活动挡板构成，所述活动挡板上安装有吊耳(4)，该吊耳经螺栓与起吊横梁(5)相装配，该起吊横梁(5)的一端与所述固定支架(3)相铰接，该起吊横梁(5)的另一端连接在汽缸(6)的推杆(6a)上，所述汽缸(6)安装在汽缸支架(7)上，该汽缸支架(7)固定在所述基座(1)上。
2.根据权利要求1所述的尾矿库溃决试验装置，其特征在于：所述汽缸支架(7)经第一转轴(8)与所述汽缸(6)的缸体连接，该汽缸(6)的推杆(6a)与所述起吊横梁(5)通过第二转轴(9)连接。
3.根据权利要求1所述的尾矿库溃决试验装置，其特征在于：所述活动挡板经螺栓与所述固定支架(3)相装配。
4.根据权利要求1或3所述的尾矿库溃决试验装置，其特征在于：所述固定支架(3)上并排安装有三块梯形的活动挡板，三块依次由坝顶向坝底排列。
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