CN108709954A - 室内模拟煤矸石粉煤灰及充填膏体的淋溶系统及使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种室内模拟煤矸石粉煤灰及充填膏体的淋溶系统及使用方法，涉及煤矸石淋溶试验技术领域。其包括供水装置、淋溶装置及用于支撑淋溶装置的固定装置，淋溶装置包括浸泡单元和收集单元，浸泡单元包括一箱体及位于箱体内的圆柱形罐体，圆柱形罐体内部中空，且在圆柱形罐体的罐壁上设置有透水孔，箱体顶部与导水管接通，位于箱体顶部的导水管上连接有喷头，喷头恰好扣合在圆柱形罐体上，圆柱形罐体内设置有环形过滤网。本发明喷淋系统进行喷淋试验时，粉煤灰可置于圆柱形罐体内的环形过滤网内，而煤矸石置于圆形空心罐内。本发明可以实现不同配比的煤矸石与粉煤灰淋溶过程中的实验模拟。

Description

室内模拟煤矸石粉煤灰及充填膏体的淋溶系统及使用方法

技术领域

本发明涉及煤矸石淋溶试验技术领域，具体涉及一种室内模拟煤矸石粉煤灰及充填膏体的淋溶系统及其该系统的使用方法。

背景技术

由于近年来我国“三下一上”压煤问题越来越突出，我国充填开采技术也越来越先进，但是充填体进入地下以后对地下水环境的影响还没有引起学者们过多的关注。现在的研究大多集中于煤矸石、粉煤灰的淋溶实验上，现有技术中有淋溶实验装置及方法的相关报道有：

CN107561248A公开了一种模拟煤矸石高温区域降雨淋溶实验实验装置及方法，其中公开的淋溶对象只限定于煤矸石。

CN107478810A公开了一种土壤淋溶装置及土壤淋溶一体化系统，其中公开的淋溶对象只限定于土壤类的物质，无法模拟矿井充填膏体及煤矸石与粉煤灰混合淋溶的效果。

CN204101541U公开了一种煤矸石的淋滤装置，包括供水箱和通过输水管与供水箱相接的淋滤柱，输水管上安装有流量检测单元，供水箱的出水口上安装有通断控制元件；淋滤柱包括上下部均开口且内部装有煤矸石试样的圆柱管，圆柱管呈竖直向布设且其底部装有下带孔隔板，煤矸石试样放置于下带孔隔板上。其虽然适用于煤矸石淋滤试验，但因其结构简单，无法充分结合现有充填技术水平、模拟出现有充填材料的淋滤效果。

发明内容

为了解决上述现有技术中存在的技术缺陷，本发明的任务之一在于提供一种室内模拟煤矸石粉煤灰及充填膏体的淋溶系统，其可以实现不同配比的煤矸石与粉煤灰淋溶过程中的实验模拟。

其技术解决方案包括：

一种室内模拟煤矸石粉煤灰及充填膏体的淋溶系统，其包括供水装置、淋溶装置及用于支撑所述淋溶装置的固定装置，所述的供水装置包括储水罐及连接在储水罐上的导水管；

所述的淋溶装置包括浸泡单元和收集单元，所述的浸泡单元包括一箱体及位于所述箱体内的圆柱形罐体，所述的圆柱形罐体内部中空，且在所述圆柱形罐体的罐壁上设置有透水孔，所述的箱体顶部与所述导水管接通，位于箱体顶部的导水管上连接有喷头，所述喷头恰好扣合在所述圆柱形罐体上，所述的圆柱形罐体内设置有环形过滤网；

所述的收集单元包括收集桶，所述的收集桶设置有一进液口和一取样口，所述的进液口与箱体的排液口位置相对，用于收集通过浸泡单元排出的淋溶液体，在所述进液口处设置有滤网。

作为本发明的一个优选方案，所述的透水孔设置有20～30个，每个透水孔的孔眼直径为1cm。

作为本发明的另一个优选方案，所述的箱体的上半部分为圆柱形，下半部分为倒锥形，所述的圆柱形罐体位于所述箱体内的上半部分，所述的排液口位于所述箱体的下半部分。

进一步的，所述喷头的直径与所述圆柱形罐体顶部的直径相匹配。

进一步的，所述的收集桶上设置有刻度线，所述的取样口连接的管路上设置有阀门。

进一步的，所述的导水管上设置有微型泵。

本发明的另一任务在于提供上述室内模拟煤矸石粉煤灰及充填膏体的淋溶系统的使用方法，其包括以下步骤：

a将粉煤灰放置于所述的环形过滤网内，煤矸石放置于所述的圆柱形罐体内，与供水装置连接；

b导水管将储水罐中的水引流到喷头，通过所述喷头喷淋到圆柱形罐体中，喷淋液通过透水孔排到箱体与圆柱形罐体形成的空腔内，随着水流的引入，喷淋液通过箱体的排液口排出进入收集桶中；

c在收集桶的进液口处通过滤网过滤掉固定颗粒物，喷淋液进入收集桶，打开取样口取样即可展开相关分析研究。

与现有技术相比，本发明通过在箱体内设置圆柱形罐体，进行喷淋试验时，粉煤灰可置于圆柱形罐体内的环形过滤网内，而煤矸石置于圆形空心罐内，若进行充填膏体淋溶实验，则将环形过滤网去除即可，然后将煤矸石置于圆柱形罐体中。通过淋溶液收集器设置于箱体下方，并与箱体相连通，且在收集桶与导流腔的连接处设置过滤网，用于防止箱体的粉煤灰进入到收集桶中，从而实现了煤矸石粉煤灰淋溶液在在收集桶中的收集和存储，该煤矸石粉煤灰淋溶装置结构简单，操作方便，可以实现不同配比的煤矸石与粉煤灰淋溶过程中的实验模拟。

附图说明

下面结合附图对本发明做进一步说明：

图1为本发明室内模拟煤矸石粉煤灰及充填膏体的淋溶系统的剖面结构示意图；

图中，1、储水罐；2、导水管；3、微型泵；4、喷头；5、环形过滤网；6、圆柱形罐体；7、箱体；8、滤网；9、收集桶；10、阀门，11、导流腔，12、支架。

具体实施方式

本发明提出了一种室内模拟煤矸石粉煤灰及充填膏体的淋溶系统及使用方法，为了使本发明的优点、技术方案更加清楚、明确，下面结合具体实施例对本发明做详细说明。

本发明，一种室内模拟煤矸石粉煤灰及充填膏体的淋溶系统，如图1所示，其包括供水装置、淋溶装置及用于支撑淋溶装置的固定装置。

供水装置包括储水罐1、导水管2、微型泵3及喷头4，其中，微型泵3安装在导水管2上，导水管2的一端伸入储水罐1内，另一端安装喷头4。

淋溶装置包括浸泡单元和收集单元，浸泡单元包括一箱体7及位于箱体7内的圆柱形罐体6，圆柱形罐体6内部中空，且在圆柱形罐体6的罐壁上设置有透水孔，透水孔在罐闭上优选呈环形分布，数量为20～30个，每个透水孔的孔眼直径为1cm，便于喷淋液渗出，在箱体顶部开设有导水管入口，导水管2及喷头4伸入该导水管入口中，且喷头恰好扣合在所述圆柱形罐体上，也就是说，喷头的形状及大小与该圆柱形罐体是匹配的，在圆柱形罐体6内设置有环形过滤网5。

收集单元包括收集桶9，收集桶9用于对浸泡单元排出的喷淋液进行收集，收集桶9设置有一进液口和一取样口，喷淋液从该进液口进入，进液口与箱体的排液口位置相对，用于收集通过浸泡单元排出的淋溶液体，在所述进液口处设置有滤网8。

本发明优选箱体的上半部分为圆柱形，下半部分为倒锥形，倒锥形的设计方便喷淋液的排出，即倒锥形的空间形成的导流腔11更容易排出喷淋液，圆柱形罐体位于箱体内的上半部分，排液口位于箱体的下半部分，在取样口连接的管道上设置阀门10，方便随取随用。

进一步的，所述的收集桶上设置有刻度线，所述的取样口连接的管路上设置有阀门。

用于支撑淋溶装置的固定装置其可以为一支架12，支架12整体形状为梯形，上窄下宽更加稳固。

本发明淋溶系统的使用方法，包括以下步骤：

导水管2通过微型泵3控制水流流速将储水罐1中的水引流到喷头4，再由喷头4淋到圆柱形罐体6及环形过滤网5内，若进行煤矸石粉煤灰淋溶实验，则将粉煤灰置于环形过滤网5内，煤矸石置于圆形空心罐内，若进行充填膏体淋溶实验，则将环形过滤网5拿出，将煤矸石置于圆柱形罐体6中，喷淋溶液通过圆柱形罐体6的透水孔进入箱体7，再经过导流腔11进入收集桶9中，喷淋溶液在进入收集桶桶口经过滤网9，收集桶9设有刻度线，打开阀门10量取淋溶液样品。

本发明中未述及的部分采用或借鉴已有技术即可实现。

尽管本文中较多的使用了诸如环形过滤网5、圆柱形罐体6、收集桶9等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。

需要进一步说明的是，本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明的精神所作的举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (7)

1.一种室内模拟煤矸石粉煤灰及充填膏体的淋溶系统，其包括供水装置、淋溶装置及用于支撑所述淋溶装置的固定装置，其特征在于：

所述的供水装置包括储水罐及连接在储水罐上的导水管；

所述的淋溶装置包括浸泡单元和收集单元，所述的浸泡单元包括一箱体及位于所述箱体内的圆柱形罐体，所述的圆柱形罐体内部中空，且在所述圆柱形罐体的罐壁上设置有透水孔，所述的箱体顶部与所述导水管接通，位于箱体顶部的导水管上连接有喷头，所述喷头恰好扣合在所述圆柱形罐体上，所述的圆柱形罐体内设置有环形过滤网；

所述的收集单元包括收集桶，所述的收集桶设置有一进液口和一取样口，所述的进液口与箱体的排液口位置相对，用于收集通过浸泡单元排出的淋溶液体，在所述进液口处设置有滤网。

2.根据权利要求1所述的一种室内模拟煤矸石粉煤灰及充填膏体的淋溶系统，其特征在于：所述的透水孔设置有20～30个，每个透水孔的孔眼直径为1cm。

3.根据权利要求1所述的一种室内模拟煤矸石粉煤灰及充填膏体的淋溶系统，其特征在于：所述的箱体的上半部分为圆柱形，下半部分为倒锥形，所述的圆柱形罐体位于所述箱体内的上半部分，所述的排液口位于所述箱体的下半部分。

4.根据权利要求1所述的一种室内模拟煤矸石粉煤灰及充填膏体的淋溶系统，其特征在于：所述喷头的直径与所述圆柱形罐体顶部的直径相匹配。

5.根据权利要求1所述的一种室内模拟煤矸石粉煤灰及充填膏体的淋溶系统，其特征在于：所述的收集桶上设置有刻度线，所述的取样口连接的管路上设置有阀门。

6.根据权利要求1所述的一种室内模拟煤矸石粉煤灰及充填膏体的淋溶系统，其特征在于：所述的导水管上设置有微型泵。

7.根据权利要求1～6任一项所述的一种室内模拟煤矸石粉煤灰及充填膏体的淋溶系统的使用方法，其特征在于，依次包括以下步骤：

a将粉煤灰放置于所述的环形过滤网内，煤矸石放置于所述的圆柱形罐体内，与供水装置连接；

b导水管将储水罐中的水引流到喷头，通过所述喷头喷淋到圆柱形罐体中，喷淋液通过透水孔排到箱体与圆柱形罐体形成的空腔内，随着水流的引入，喷淋液通过箱体的排液口排出进入收集桶中；

c在收集桶的进液口处通过滤网过滤掉固定颗粒物，喷淋液进入收集桶，打开取样口取样即可展开相关分析研究。