CN107014732A - 一种崩落法覆盖层渗水实验装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种崩落法覆盖层渗水实验装置及方法，所述实验装置包括自上至下依次设置的降雨模拟装置、矿体模拟装置和水流收集装置；所述矿体模拟装置由露天坑模拟装置和地下矿体模拟装置组成，其中地下矿体模拟装置中由活动插板与侧板共同组成覆盖层箱体；活动插板可更换，不同的活动插板对应插放在侧板上开设的不同角度的插槽中，能够调节覆盖层箱体的整体倾斜角度。本发明实现了用同一套实验装置进行多种影响因素下的覆盖层渗水实验，即实验中覆盖层厚度与结构可调、矿体倾角可调、顶部降水量可调，能够方便地通过分析比较实验数据得出覆盖层渗水规律。

Description

一种崩落法覆盖层渗水实验装置及方法

技术领域

本发明涉及金属矿山崩落法采矿技术领域，尤其涉及一种崩落法覆盖层渗水实验装置及方法。

背景技术

采用无底柱分段崩落法回采矿体时，在其上部一定要形成一定厚度的覆盖岩层。一般来说，覆盖岩层的作用包括：1)利用覆盖岩层形成挤压爆破条件，同时覆盖岩层的存在能够阻止崩落下来的矿石进入空区；2)利用覆盖岩层形成安全缓冲垫层。将井下生产部位与地表隔离，防止地表围岩崩塌和井下爆破分别对井下生产、地表造成安全威胁。

目前，崩落法被广泛应用于国内地下金属矿山以及露天转地下开采铁矿山。对于崩落法矿山来说，当水流进入覆盖层范围时，覆盖层中固体散体颗粒之间的空隙提供了水流空间，同时覆盖层的流动性又推动了水流快速渗入井下，给井下的生产安全带来较大危害。对于露天转地下崩落法开采矿山来说，除了上述覆盖层的渗水特性外，地表露天坑面积和深度较大，极易积水，若大量雨水经过覆盖岩层涌入井下，更加容易造成井下泥石流、淹井等安全事故。因此，覆盖层渗水特性研究对井下开采安全具有重要意义。

以往针对多种颗粒结构及分布、不同覆盖层厚度以及不同降水量等多因素影响下岩石覆盖层渗水特性的研究较少，且用于渗水实验的装置均采用固定式结构，即针对某一特定矿山的矿体条件制作结构和尺寸与之相对应的固定装置。采用上述实验装置，虽然可以得到接近于矿山生产实际的实验效果，但是由于其仅针对某一特定矿体条件，如果实验参数发生改变，就需要制作新的模型才能进行实验。

发明内容

本发明提供了一种崩落法覆盖层渗水实验装置及方法，实现了用同一套实验装置进行多种影响因素下的覆盖层渗水实验，即实验中覆盖层厚度与结构可调、矿体倾角可调、顶部降水量可调，能够方便地通过分析比较实验数据得出覆盖层渗水规律。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：

一种崩落法覆盖层渗水实验装置，包括自上至下依次设置的降雨模拟装置、矿体模拟装置和水流收集装置；所述矿体模拟装置由露天坑模拟装置和地下矿体模拟装置组成，其中地下矿体模拟装置中由活动插板与侧板共同组成覆盖层箱体；活动插板可更换，不同的活动插板对应插放在侧板上开设的不同角度的插槽中，能够调节覆盖层箱体的整体倾斜角度。

所述降雨模拟装置由输水管路、流量计、阀门、喷头和上积水器组成；所述上积水器的底部与矿体模拟装置中露天坑模拟装置的顶部对接，上积水器由侧围板和底板组成，底板上均匀开设漏水孔；在上积水器的横截面范围内，多个喷头均匀设置在其上方，每个喷头分别与输水管路相连，输水管路上设有流量计和阀门。

所述地下矿体模拟装置设于露天坑模拟装置的下方，露天坑模拟装置为倒置的四棱锥台结构；地下矿体模拟装置由2个侧板、2个活动插板、顶部围板、底部围板和白钢支撑底板组成；2个侧板相对设置，其上一一对应地设置多条插槽，活动插板的两侧分别插放在2个侧板上对应的插槽中，所构成的倾斜通道即为覆盖层箱体；覆盖层箱体的顶部设顶部围板，底部通过底部法兰连接底部围板，底部围板由外层亚克力底板和内层白钢底板组成，顶部围板和底部围板上分别开设与覆盖层箱体上口、下口相对应的开口；白钢支撑底板上设有滑槽，底部围板中的内层白钢底板能够沿滑槽移动并与不同斜度的覆盖层箱体下口保持对接；底部围板的开口处设筛板。

所述顶部围板与2个活动插板之间分别设有角度调节器；底部围板与2个活动插板之间分别设有插板加强板。

所述2个活动插板的其中一个沿高向分别设有岩石铺设孔和岩石回收孔，岩石铺设孔和岩石回收孔均通过带橡胶圈的封盖密封。

所述地下矿体模拟装置的一个侧板表面设透明刻度条。

所述水流收集装置由下积水器、量筒和液位传感器组成；下积水器固定在筛板的下方，能够随底部围板移动并与覆盖层箱体的下口对接，下积水器的底板上均匀设有漏水孔；量筒置于下积水器下方，量筒为分格结构，每格中分别设有液位传感器，液位传感器的信号输出端与外部PLC系统连接。

所述矿体模拟装置和水流收集装置的外侧设支撑框架，支撑框架由立柱和横梁组成；白钢支撑底板的两侧分别固定在支撑框架两侧的横梁上起主要支撑作用，输水管道、上积水器、露天坑模拟装置以及量筒通过支撑板或直接与支撑框架的立柱或横梁固定连接。

所述降雨模拟装置中的上积水器各组成板件接缝处、露天坑模拟装置的各组成板件接缝处、地下矿体模拟装置中的侧板与顶部围板及底部法兰之间、水流收集装置中下积水器的各组成板件接缝处均设防水密封胶。

采用所述实验装置进行崩落法覆盖层渗水实验的方法，包括如下步骤：

1)制作地下矿体模拟装置时，根据矿山实际倾角，在2个侧板上开设倾斜度不同且一一对应的插槽，并根据不同尺寸的插槽制作对应的活动插板；

2)实验开始时，根据实验设定的矿山倾角选用对应活动插板，并将2个活动插板的两端分别插入2个侧板上对应的插槽中；调节活动插板顶部外侧的角度调节器，对活动插板起定位支撑作用；推动底部围板中的内层白钢底板，使其在白钢支撑底板的滑槽内滑动，同时带动与其连接的下积水器移动，使下积水器与覆盖层箱体下口对齐，然后在活动插板底部外侧安装插板加强板，使活动插板牢固固定，并形成本次实验的覆盖层箱体；

3)活动插板安装完成后，在活动插板与露天坑模拟装置及底部围板的接缝处分别涂抹玻璃胶，使实验装置具有密闭性，防止在实验过程中向外部渗水；

4)实验装置全部组装完成后，根据实验设定的覆盖层厚度和岩石粒级组成，通过侧板上的岩石铺设孔向覆盖层箱体中装填覆盖层岩石，并通过侧板上的透明刻度条控制覆盖层的高度；

5)覆盖层装填完成后，按实验设计降雨量调节流量计和阀门；启动降雨模拟装置，通过喷头持续向下方的上积水器中喷水，形成降雨，降雨经覆盖层渗透后通过下积水器底板的漏水孔进入量筒中；

6)实验中自动记录渗水时间，通过量筒各格室中的液位传感器记录对应时间的渗水量，以此计算出对应覆盖层不同位置渗水量随时间的变化规律；

7)当模拟不同降雨量进行实验时，只需根据新的降雨参数重新调节降雨模拟装置，将上次实验的覆盖层岩石从岩石回收孔中取出，更换新的自然湿度状态下的覆盖层岩石后即可开始新的实验；

当模拟不同地下矿体覆盖层厚度和结构进行实验时，先通过岩石回收孔将覆盖层岩石取出，再根据实验需要按粒级组成装填新的自然状态覆盖层岩石，即可开始新的实验；

当模拟不同矿体倾角进行实验时，先通过岩石回收孔将覆盖层岩石取出，然后取下插板加强板，将底部围板中的内层白钢底板连同下积水器一起向外侧移动，抽出活动插板，更换另一组不同角度的活动插板，重复步骤2)-5)即可开始新的实验；

不同降雨量、不同地下矿体覆盖层厚度和结构以及不同矿体倾角的模拟实验可以单独或组合进行实验，每次实验分多组重复进行，并将实验数据记录保存。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1)实现了用同一套实验装置进行多种影响因素下的覆盖层渗水实验，即实验中覆盖层厚度与结构可调、矿体倾角可调、顶部降水量可调，能够方便地通过分析比较实验数据得出覆盖层渗水规律；

2)实验装置结构简单、适应性强，实验操作方便；

3)避免实验模型重复制作，降低实验成本，节省人力物力。

附图说明

图1是本发明所述一种崩落法覆盖层渗水实验装置的主视图。

图2是本发明所述一种崩落法覆盖层渗水实验装置的侧视图。

图3是本发明所述降雨模拟装置中喷头布置示意图。

图4是本发明所述侧板上开设不同角度插槽的示意图。

图5是本发明所述底部围板沿白钢支撑底板滑槽移动的示意图。

图6是本发明所述量筒的结构示意图(以九格为例)。

图中：1.降雨模拟装置 11.输水管路 12.流量计 13.阀门 14.喷头 15.上积水器2.露天坑模拟装置 3.地下矿体模拟装置 31.侧板 310.插槽 311.透明刻度条32.活动插板 320.岩石铺设孔 321.岩石回收孔 322.带橡胶圈的封盖 33.顶部围板34.底部围板340.外层亚克力底板 341.内层白钢底板 35.白钢支撑底板 350.滑槽36.筛板 37.角度调节器 38.插板加强板 39.底部法兰 4.水流收集装置 41.下积水器 42.量筒 43.液位传感器 5.支撑框架 51.立柱 52.横梁

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：

如图1、图2所示，本发明所述一种崩落法覆盖层渗水实验装置，包括自上至下依次设置的降雨模拟装置1、矿体模拟装置和水流收集装置4；所述矿体模拟装置由露天坑模拟装置2和地下矿体模拟装置3组成，其中地下矿体模拟装置3中由活动插板32与侧板31共同组成覆盖层箱体；活动插板32可更换，不同的活动插板32对应插放在侧板31上开设的不同角度的插槽310(如图4所示)中，能够调节覆盖层箱体的整体倾斜角度。

所述降雨模拟装置1由输水管路11、流量计12、阀门13、喷头14和上积水器15组成；所述上积水器15的底部与矿体模拟装置中露天坑模拟装置2的顶部对接，上积水器15由侧围板和底板组成，底板上均匀开设漏水孔；在上积水器15的横截面范围内，多个喷头14均匀设置在其上方(如图3所示)，每个喷头14分别与输水管路11相连，输水管路11上设有流量计12和阀门13。

所述地下矿体模拟装置3设于露天坑模拟装置2的下方，露天坑模拟装置2为倒置的四棱锥台结构；地下矿体模拟装置3由2个侧板31、2个活动插板32、顶部围板33、底部围板34和白钢支撑底板35组成；2个侧板31相对设置，其上一一对应地设置多条插槽310，活动插板32的两侧分别插放在2个侧板31上对应的插槽310中，所构成的倾斜通道即为覆盖层箱体；覆盖层箱体的顶部设顶部围板33，底部通过底部法兰39连接底部围板34，底部围板34由外层亚克力底板340和内层白钢底板341组成，顶部围板33和底部围板34上分别开设与覆盖层箱体上口、下口相对应的开口；如图5所示，白钢支撑底板35上设有滑槽350，底部围板34中的内层白钢底板341能够沿滑槽350移动并与不同斜度的覆盖层箱体下口保持对接；底部围板34的开口处设筛板36。

所述顶部围板33与2个活动插板32之间分别设有角度调节器37；底部围板34与2个活动插板32之间分别设有插板加强板38。

所述2个活动插板32的其中一个沿高向分别设有岩石铺设孔320和岩石回收孔321，岩石铺设孔320和岩石回收孔321均通过带橡胶圈的封盖322密封。

所述地下矿体模拟装置3的一个侧板31表面设透明刻度条311。

所述水流收集装置4由下积水器41、量筒42和液位传感器43组成；下积水器41固定在筛板36的下方，能够随底部围板34移动并与覆盖层箱体的下口对接，下积水器41的底板上均匀设有漏水孔；量筒42置于下积水器41下方，量筒41为分格结构(如图6所示)，每格中分别设有液位传感器43，液位传感器43的信号输出端与外部PLC系统连接。

所述矿体模拟装置和水流收集装置4的外侧设支撑框架5，支撑框架5由立柱51和横梁52组成；白钢支撑底板35的两侧分别固定在支撑框架5两侧的横梁52上起主要支撑作用，输水管道11、上积水器15、露天坑模拟装置2以及量筒42通过支撑板或直接与支撑框架5的立柱51或横梁52固定连接。

所述降雨模拟装置1中的上积水器11各组成板件接缝处、露天坑模拟装置2的各组成板件接缝处、地下矿体模拟装置3中的侧板31与顶部围板33及底部法兰39之间、水流收集装置4中下积水器41的各组成板件接缝处均设防水密封胶。

采用所述实验装置进行崩落法覆盖层渗水实验的方法，包括如下步骤：

1)制作地下矿体模拟装置3时，根据矿山实际倾角，在2个侧板31上开设倾斜度不同且一一对应的插槽310，并根据不同尺寸的插槽310制作对应的活动插板32；

2)实验开始时，根据实验设定的矿山倾角选用对应活动插板32，并将2个活动插板32的两端分别插入2个侧板31上对应的插槽310中；调节活动插板32顶部外侧的角度调节器37，对活动插板32起定位支撑作用；推动底部围板34中的内层白钢底板341，使其在白钢支撑底板35的滑槽350内滑动，同时带动与其连接的下积水器41移动，使下积水器41与覆盖层箱体下口对齐，然后在活动插板32底部外侧安装插板加强板38，使活动插板32牢固固定，并形成本次实验的覆盖层箱体；

3)活动插板32安装完成后，在活动插板32与露天坑模拟装置2及底部围板34的接缝处分别涂抹玻璃胶，使实验装置具有密闭性，防止在实验过程中向外部渗水；

4)实验装置全部组装完成后，根据实验设定的覆盖层厚度和岩石粒级组成，通过侧板31上的岩石铺设孔320向覆盖层箱体中装填覆盖层岩石，并通过侧板31上的透明刻度条311控制覆盖层的高度；

5)覆盖层装填完成后，按实验设计降雨量调节流量计12和阀门13；启动降雨模拟装置，通过喷头14持续向下方的上积水器15中喷水，形成降雨，降雨经覆盖层渗透后通过下积水器41底板的漏水孔进入量筒42中；

6)实验中自动记录渗水时间，通过量筒42各格室中的液位传感器43记录对应时间的渗水量，以此计算出对应覆盖层不同位置渗水量随时间的变化规律；

7)当模拟不同降雨量进行实验时，只需根据新的降雨参数重新调节降雨模拟装置1，将上次实验的覆盖层岩石从岩石回收孔321中取出，更换新的自然湿度状态下的覆盖层岩石后即可开始新的实验；

当模拟不同地下矿体覆盖层厚度和结构进行实验时，先通过岩石回收孔321将覆盖层岩石取出，再根据实验需要按粒级组成装填新的自然状态覆盖层岩石，即可开始新的实验；

当模拟不同矿体倾角进行实验时，先通过岩石回收孔321将覆盖层岩石取出，然后取下插板加强板38，将底部围板34中的内层白钢底板341连同下积水器41一起向外侧移动，抽出活动插板32，更换另一组不同角度的活动插板32，重复步骤2)-5)即可开始新的实验；

不同降雨量、不同地下矿体覆盖层厚度和结构以及不同矿体倾角的模拟实验可以单独或组合进行实验，每次实验分多组重复进行，并将实验数据记录保存。

以下实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。下述实施例中所用方法如无特别说明均为常规方法。

【实施例】

本实施例采用一种崩落法覆盖层渗水实验装置进行崩落法覆盖层渗水实验；实验装置由降雨模拟装置1、矿体模拟装置和水流收集装置组成；其中室内降雨模拟装置1用于为实验提供所需的降雨量，矿体模拟装置用于模拟露天坑与地下矿体的实际状态、不同矿体倾角条件下覆盖层的厚度、覆盖层颗粒结构及其分布，水流收集装置用于收集降雨经过覆盖层后的渗水量及渗水时间。

本实施例中，降雨模拟装置1主要由输水管路11、流量计12、阀门13、喷头14、上积水器15组成，为实验提供所需降雨。实验用水为自来水，水流经输水管路11进入降雨模拟装置1，在输水管路11的转弯及分支处，分别采用相同内径的弯头和三通连接。喷头14并排布置两排，每排3个共6个喷头14，确保降雨面均匀覆盖整个上积水器15；如图3所示，位于中间位置的喷头14利用四通与输水管路11相连，左右两侧的喷头14分别利用弯头与输水管路分支连接，安装时保持输水管路11及其分支在同一水平面内，以保证水流量平均分配。

流量计12和阀门13安设在输水管路11上，用于计量和控制水量。上积水器15布置在喷头14下方，底部与露天坑模拟装置2对接，上积水器15底板均匀布置圆形漏水孔，使水量均匀的流入露天坑模拟装置2中，此外，实验前应及时检查、清理圆形漏水孔，以免发生堵塞。

矿体模拟装置设在降雨模拟装置1下方，其中露天坑模拟装置2与降雨模拟装置1上、下对应地固定于支撑框架5的顶部横梁上，矿体模拟装置的作用是模拟露天坑与地下矿体的实际状态、实际矿体条件下覆盖层的厚度、覆盖层颗粒结构及其分布。

露天坑模拟装置2与地下矿体模拟装置3通过螺栓连接，并粘结为一体，这样既能保证装置的稳固性，又能增强装置的密闭性，防止漏水。支撑框架5由两个前立柱、两个后立柱、侧面横梁及正面横梁组成。露天坑模拟装置2由围板和底板焊接为倒置的四棱锥台结构。

地下矿体模拟装置3由2个侧板31、2个活动插板32、顶部围板33、底部法兰39、底部围板34、白钢支撑底板35和插板加强板38组成，底部围板34由外层亚克力底板340和内层白钢底板341组成。侧板31与顶部围板33、底部法兰39粘结为一体，并通过螺栓将底部法兰39固定在外层亚克力底板340上。

侧板31上设有多条插槽310，作用是与活动插板32配合实现模拟不同崩落法矿山实际矿体倾角条件下的覆盖层渗水实验。如图4所示，插槽310的角度分别为60°、65°、70°和75°，两侧插槽310为一一对应的关系，即2个活动插板32平行安装；为保证活动插板32的固定牢固，在活动插板32与顶部围板33连接处的外侧分别布置一个角度调节器37；在活动插板32与底部围板34连接处的外侧分别布置一个插板加强板38，插板加强板38通过螺栓固定于白钢支撑底板35上。

一面侧板31上设置透明刻度条311，以便确定覆盖层的装填厚度。白钢支撑底板35的两侧通过螺栓连接方式分别固定于支撑框架5的两侧横梁52上，用于对整个实验装置起主支撑作用。在内层白钢底板341开口处安装一筛网，防止覆盖层岩石掉落到下部的水流收集装置4中，其网孔的直径应小于覆盖层中最小粒级石块的直径。

其中一侧活动插板32的上、下方各设一圆孔，分别为岩石铺设孔320和岩石回收孔321，其作用是便于覆盖岩层的铺设和回收，2个圆孔分别用带橡胶圈的封盖322加以密封，以避免漏水。上部岩石铺设孔320用于向覆盖层箱体中装填岩石，布置覆盖层结构，当一次实验结束后，取下岩石回收孔321对应的橡胶圈的封盖322，大部分岩石通过岩石回收孔321自然流出，残留的岩石孔通过人工掏出。

水流收集装置4由下积水器41、量筒42、液位传感器43组成，用于收集降雨经过覆盖层后的渗水，图6中，量筒42分为9个大小相同的格室，每个格室内均设有液位传感器43，能够测量对应覆盖层各位置形成的渗水量，并记录对应渗水时间。

下积水器41通过螺栓固定在底部围板开口(筛网)的下方，通过底部围板中的内层白钢底板341带动移动实现与覆盖层箱体下口对齐。下积水器底板均匀设置圆形漏水孔，降雨经覆盖层渗透后通过漏水孔进入量筒42中。量筒42的作用是收集渗水，随着水的不断涌入，量筒42中的水位逐渐升高，量筒42内的液位传感器43与PLC系统相连，能够显示水位的瞬时变化，并以此计算出各位置渗水量随时间的变化规律。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种崩落法覆盖层渗水实验装置，其特征在于，包括自上至下依次设置的降雨模拟装置、矿体模拟装置和水流收集装置；所述矿体模拟装置由露天坑模拟装置和地下矿体模拟装置组成，其中地下矿体模拟装置中由活动插板与侧板共同组成覆盖层箱体；活动插板可更换，不同的活动插板对应插放在侧板上开设的不同角度的插槽中，能够调节覆盖层箱体的整体倾斜角度。

2.根据权利要求1所述的一种崩落法覆盖层渗水实验装置，其特征在于，所述降雨模拟装置由输水管路、流量计、阀门、喷头和上积水器组成；所述上积水器的底部与矿体模拟装置中露天坑模拟装置的顶部对接，上积水器由侧围板和底板组成，底板上均匀开设漏水孔；在上积水器的横截面范围内，多个喷头均匀设置在其上方，每个喷头分别与输水管路相连，输水管路上设有流量计和阀门。

3.根据权利要求1所述的一种崩落法覆盖层渗水实验装置，其特征在于，所述地下矿体模拟装置设于露天坑模拟装置的下方，露天坑模拟装置为倒置的四棱锥台结构；地下矿体模拟装置由2个侧板、2个活动插板、顶部围板、底部围板和白钢支撑底板组成；2个侧板相对设置，其上一一对应地设置多条插槽，活动插板的两侧分别插放在2个侧板上对应的插槽中，所构成的倾斜通道即为覆盖层箱体；覆盖层箱体的顶部设顶部围板，底部通过底部法兰连接底部围板，底部围板由外层亚克力底板和内层白钢底板组成，顶部围板和底部围板上分别开设与覆盖层箱体上口、下口相对应的开口；白钢支撑底板上设有滑槽，底部围板中的内层白钢底板能够沿滑槽移动并与不同斜度的覆盖层箱体下口保持对接；底部围板的开口处设筛板。

4.根据权利要求3所述的一种崩落法覆盖层渗水实验装置，其特征在于，所述顶部围板与2个活动插板之间分别设有角度调节器；底部围板与2个活动插板之间分别设有插板加强板。

5.根据权利要求3所述的一种崩落法覆盖层渗水实验装置，其特征在于，所述2个活动插板的其中一个沿高向分别设有岩石铺设孔和岩石回收孔，岩石铺设孔和岩石回收孔均通过带橡胶圈的封盖密封。

6.根据权利要求3所述的一种崩落法覆盖层渗水实验装置，其特征在于，所述地下矿体模拟装置的一个侧板表面设透明刻度条。

7.根据权利要求1所述的一种崩落法覆盖层渗水实验装置，其特征在于，所述水流收集装置由下积水器、量筒和液位传感器组成；下积水器固定在筛板的下方，能够随底部围板移动并与覆盖层箱体的下口对接，下积水器的底板上均匀设有漏水孔；量筒置于下积水器下方，量筒为分格结构，每格中分别设有液位传感器，液位传感器的信号输出端与外部PLC系统连接。

8.根据权利要求1所述的一种崩落法覆盖层渗水实验装置，其特征在于，所述矿体模拟装置和水流收集装置的外侧设支撑框架，支撑框架由立柱和横梁组成；白钢支撑底板的两侧分别固定在支撑框架两侧的横梁上起主要支撑作用，输水管道、上积水器、露天坑模拟装置以及量筒通过支撑板或直接与支撑框架的立柱或横梁固定连接。

9.根据权利要求1所述的一种崩落法覆盖层渗水实验装置，其特征在于，所述降雨模拟装置中的上积水器各组成板件接缝处、露天坑模拟装置的各组成板件接缝处、地下矿体模拟装置中的侧板与顶部围板及底部法兰之间、水流收集装置中下积水器的各组成板件接缝处均设防水密封胶。

10.采用权利要求1所述实验装置进行崩落法覆盖层渗水实验的方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)制作地下矿体模拟装置时，根据矿山实际倾角，在2个侧板上开设倾斜度不同且一一对应的插槽，并根据不同尺寸的插槽制作对应的活动插板；

2)实验开始时，根据实验设定的矿山倾角选用对应活动插板，并将2个活动插板的两端分别插入2个侧板上对应的插槽中；调节活动插板顶部外侧的角度调节器，对活动插板起定位支撑作用；推动底部围板中的内层白钢底板，使其在白钢支撑底板的滑槽内滑动，同时带动与其连接的下积水器移动，使下积水器与覆盖层箱体下口对齐，然后在活动插板底部外侧安装插板加强板，使活动插板牢固固定，并形成本次实验的覆盖层箱体；

3)活动插板安装完成后，在活动插板与露天坑模拟装置及底部围板的接缝处分别涂抹玻璃胶，使实验装置具有密闭性，防止在实验过程中向外部渗水；

4)实验装置全部组装完成后，根据实验设定的覆盖层厚度和岩石粒级组成，通过侧板上的岩石铺设孔向覆盖层箱体中装填覆盖层岩石，并通过侧板上的透明刻度条控制覆盖层的高度；

5)覆盖层装填完成后，按实验设计降雨量调节流量计和阀门；启动降雨模拟装置，通过喷头持续向下方的上积水器中喷水，形成降雨，降雨经覆盖层渗透后通过下积水器底板的漏水孔进入量筒中；

6)实验中自动记录渗水时间，通过量筒各格室中的液位传感器记录对应时间的渗水量，以此计算出对应覆盖层不同位置渗水量随时间的变化规律；

7)当模拟不同降雨量进行实验时，只需根据新的降雨参数重新调节降雨模拟装置，将上次实验的覆盖层岩石从岩石回收孔中取出，更换新的自然湿度状态下的覆盖层岩石后即可开始新的实验；

当模拟不同地下矿体覆盖层厚度和结构进行实验时，先通过岩石回收孔将覆盖层岩石取出，再根据实验需要按粒级组成装填新的自然状态覆盖层岩石，即可开始新的实验；

当模拟不同矿体倾角进行实验时，先通过岩石回收孔将覆盖层岩石取出，然后取下插板加强板，将底部围板中的内层白钢底板连同下积水器一起向外侧移动，抽出活动插板，更换另一组不同角度的活动插板，重复步骤2)～5)即可开始新的实验；

不同降雨量、不同地下矿体覆盖层厚度和结构以及不同矿体倾角的模拟实验可以单独或组合进行实验，每次实验分多组重复进行，并将实验数据记录保存。