CN110967469A - 一种适用于矿山生态修复的模拟试验系统 - Google Patents

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程露萍
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Abstract

本发明公开了一种用于矿山生态修复的模拟试验系统，用于矿山生态修复的模拟试验系统包括GCTS多功能岩石力学试验系统和矿山生态模拟装置，矿山生态模拟装置包括箱体、可变角模拟坡面、光照器、喷淋器、供热器和供风器，可变角模拟坡面固定在箱体的底部，箱体的顶板与侧壁上设置一弧形导轨，光照器固定在导轨的滑块上，滑块由箱体外的电机驱动，喷淋器固定在箱体的顶端内壁上，供热器和供风气器分别固定在箱体的侧壁上；本发明可以模拟不同矿山的地质状况，基于GCTS多功能岩石力学试验系统的实验数据，分析矿山地表破坏后裸露覆岩的力学特征及破坏特征，判定其稳定性，基于可变角模拟坡面随温度、风力、雨水等因素恶化的反应数据，总结各因素对矿山生态系统损毁的程度指标。

Description

一种适用于矿山生态修复的模拟试验系统
技术领域
本发明涉及矿山生态修复技术领域，特别是一种用于矿山生态修复的模拟试验系统。
背景技术
目前，矿山生态修复的关键点是土壤和植被的修复，一般采用的修复方式包括物理修复、化学修复以及生物修复，其中物理修复的具体措施是换土、去表土等，化学修复是将化学改良剂加入到土壤中，改善土壤中的营养元素，生物修复是利用微生物消耗、分解有机物的功能，调节均衡土壤中的营养元素，实现植被修复；以上所述技术对矿山生态的修复已经取得一定的成绩，但具有耗时长、成本高、维护难度大等缺点，进一步分析时发现改善土壤营养成分是上述修复技术的共同手段和目标；但某些矿山形成陡峭山壁或地表裸露覆岩不稳定等地貌时，若一味采取原始的生态修复技术便无法达到预期效果，而面对特殊地形时，需要建立模拟系统来测试地貌特征以及后期的修复方案，不能一味的在现场施工研究，一是代价高，二是地形带来不便。
发明内容
为了克服上述不足，本发明的目的是要提供一种用于矿山生态修复的模拟试验系统。
为达到上述目的，本发明是按照以下技术方案实施的：
一种用于矿山生态修复的模拟试验系统，所述用于矿山生态修复的模拟试验系统包括GCTS多功能岩石力学试验系统和矿山生态模拟装置，GCTS多功能岩石力学试验系统用于测试岩体、混凝土、煤体在复杂应力条件下的力学性质以及渗流特性，测试精度高性能稳定，矿山生态模拟装置用于模拟不同矿区的生态环境，所述矿山生态模拟装置包括箱体、可变角模拟坡面、光照器、喷淋器、供热器和供风器，所述可变角模拟坡面固定在箱体的底部，实验过程中，可变角模拟坡面上放置矿山的地质基土或覆岩，所述箱体的顶板与侧壁上设置一弧形导轨，所述光照器固定在弧形导轨的滑块上，所述滑块由箱体外的电机驱动，所述喷淋器固定在箱体的顶端内壁上，所述供热器和供风气器分别固定在箱体的侧壁上；供热器可以选择市面上常见的电加热装置，供风气可以选择风机等，供风气可以设置多个，安装在不同的地方，以模拟不同方向的风力；
进一步的，所述可变角模拟坡面包括坡面和位于坡面下端的可伸缩支撑腿，所述可伸缩支撑腿固定在箱体的底板上；可伸缩支撑腿用于改变坡面的状态及倾斜角，模拟不同矿区的状况；
进一步的，所述坡面包括若干个坡面块，每个坡面块下端均固定有可伸缩支撑腿；
进一步的，所述可伸缩支撑腿为气缸，气缸的气杆伸缩以改变坡面的高度，进而达到改变模拟矿山形状的目的；
进一步的，所述喷淋器包括若干个喷嘴，若干个喷嘴的喷射方向均不同，以达到喷淋均匀的设计思路，喷淋器可用于喷射水以及用于改善矿山地质环境的营养液等；
进一步的，所述箱体的顶部设置有排风口，所述箱体的底部设置有排水口；
与现有技术相比，本发明的用于矿山生态修复的模拟试验系统可以模拟不用矿山的地质状况，其中，GCTS多功能岩石力学试验系统用于测试岩体、混凝土、煤体在复杂应力条件下的力学性质以及渗流特性，测试精度高性能稳定，矿山生态模拟装置用于模拟不同矿区的生态环境，光照器用于提供充足的阳光，利用弧形导轨和光照器来代替太阳，模拟不同时间段的光照情况，喷淋器用于喷水或者后期的改善地质情况的营养液，供风器来为整个用于矿山生态修复的模拟试验系统提供风力，供热器用来控制箱体内的温度。
本发明可以模拟不同矿山的地质状况，基于GCTS多功能岩石力学试验系统的实验数据，分析矿山地表破坏后裸露覆岩的力学特征及破坏特征，判定其稳定性，基于可变角模拟坡面随温度、风力、雨水等因素恶化的反应数据，总结各因素对矿山生态系统损毁的程度指标。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的矿山生态模拟装置结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图以及具体实施例对本发明作进一步描述，在此发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
如图1所示的一种用于矿山生态修复的模拟试验系统，所述用于矿山生态修复的模拟试验系统包括GCTS多功能岩石力学试验系统和矿山生态模拟装置，GCTS多功能岩石力学试验系统用于测试岩体、混凝土、煤体在复杂应力条件下的力学性质以及渗流特性，测试精度高性能稳定，矿山生态模拟装置用于模拟不同矿区的生态环境，所述矿山生态模拟装置包括箱体1、可变角模拟坡面2、光照器3、喷淋器4、供热器5和供风器6，所述可变角模拟坡面1固定在箱体1的底部，实验过程中，可变角模拟坡面1上放置矿山的地质基土或覆岩，所述箱体1的顶板与侧壁上设置一弧形导轨7，所述光照器3固定在弧形导轨7的滑块8上，所述滑块8由箱体外1的电机9驱动，所述喷淋器4固定在箱体1的顶端内壁上，所述供热器5和供风气器6分别固定在箱体1的侧壁上。
参考图1，所述可变角模拟坡面2包括坡面21和位于坡面21下端的可伸缩支撑腿22，所述可伸缩支撑腿22固定在箱体1的底板上；可伸缩支撑腿22用于改变坡面21的状态及倾斜角，模拟不同矿区的状况；所述坡面21包括若干个坡面块23，每个坡面块23下端均固定有可伸缩支撑腿22；所述可伸缩支撑腿22为气缸，气缸的气杆伸缩以改变坡面的高度，进而达到改变模拟矿山形状的目的。
所述喷淋器4包括若干个喷嘴41，若干个喷嘴41的喷射方向均不同，以达到喷淋均匀的设计思路，喷淋器4可用于喷射水以及用于改善矿山地质环境的营养液等；所述箱体1的顶部设置有排风口10，所述箱体的底部设置有排水口11。
本发明的用于矿山生态修复的模拟试验系统可以模拟不用矿山的地质状况，其中，GCTS多功能岩石力学试验系统用于测试岩体、混凝土、煤体在复杂应力条件下的力学性质以及渗流特性，测试精度高性能稳定，矿山生态模拟装置用于模拟不同矿区的生态环境，光照器用于提供充足的阳光，利用弧形导轨和光照器来代替太阳，模拟不同时间段的光照情况，喷淋器用于喷水或者后期的改善地质情况的营养液，供风气来为整个用于矿山生态修复的模拟试验系统提供风力，供热器用来控制箱体内的温度。
本发明可以模拟不同矿山的地质状况，基于GCTS多功能岩石力学试验系统的实验数据，分析矿山地表破坏后裸露覆岩的力学特征及破坏特征，判定其稳定性，基于可变角模拟坡面随温度、风力、雨水等因素恶化的反应数据，总结各因素对矿山生态系统损毁的程度指标。
本发明的技术方案不限于上述具体实施例的限制，凡是根据本发明的技术方案做出的技术变形，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种用于矿山生态修复的模拟试验系统，其特征在于，所述用于矿山生态修复的模拟试验系统包括GCTS多功能岩石力学试验系统和矿山生态模拟装置，所述矿山生态模拟装置包括箱体、可变角模拟坡面、光照器、喷淋器、供热器和供风器，所述可变角模拟坡面固定在箱体的底部，所述箱体的顶板与侧壁上设置一弧形导轨，所述光照器固定在弧形导轨的滑块上，所述滑块由箱体外的电机驱动，所述喷淋器固定在箱体的顶端内壁上，所述供热器和供风气器分别固定在箱体的侧壁上。
2.根据权利要求1所述的用于矿山生态修复的模拟试验系统，其特征在于，所述可变角模拟坡面包括坡面和位于坡面下端的可伸缩支撑腿，所述可伸缩支撑腿固定在箱体的底板上。
3.根据权利要求2所述的用于矿山生态修复的模拟试验系统，其特征在于，所述坡面包括若干个坡面块，每个坡面块下端均固定有可伸缩支撑腿。
4.根据权利要求2或3所述的用于矿山生态修复的模拟试验系统，其特征在于，所述可伸缩支撑腿为气缸。
5.根据权利要求1所述的用于矿山生态修复的模拟试验系统，其特征在于，所述喷淋器包括若干个喷嘴，若干个喷嘴的喷射方向均不同。
6.根据权利要求1所述的用于矿山生态修复的模拟试验系统，其特征在于，所述箱体的顶部设置有排风口，所述箱体的底部设置有排水口。
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