CN112227295B - 一种简便的尾矿库溃坝模拟装置 - Google Patents

Abstract

一种简便的尾矿库溃坝模拟装置属于实验模拟装置技术领域，包括箱体、承重板、拆卸式稳水装置、多普勒超声流量计Ⅰ、尾矿坝模型、多普勒超声流量计Ⅱ、挡板、第一转轴、第二转轴、调节式支柱Ⅰ、支撑柱、差速齿轮组、过滤网、调节式支柱Ⅱ、水泵、相机和喷淋装置。本发明可以通过差速齿轮组调节承重板的坡度，根据实际情况堆积尾矿坝模型，下游挡板坡度可调，再结合拆卸式稳水装置有效解决传统的模拟装置结构固定，功能单一的情况。下方的过滤网和水箱连接在一起实现实验材料如水、沙等循环利用，快速可分离。本发明可以进行溃坝、尾砂下泄、溃口变化情况、溃坝持续时间和水砂推移等一系列实验，水槽坡度和尾水高度可自由调节。

Description

一种简便的尾矿库溃坝模拟装置

技术领域

本发明属于实验模拟装置技术领域，特别是涉及到一种简便的尾矿库溃坝模拟装置。

背景技术

尾矿库是矿山生产中的重要设施，一旦溃坝将可能产生重特大事故。尾矿库溃坝的模拟实验其结果可用来指导实际工程，同时也可用来检验以及校正检测数值模拟的结果。实验的过程当中，往往需要进行大量的重复实验来进行验证，所以需要实验装置需要简便易操作。

室内模拟尾矿坝的溃败实验大多数选择实验水槽作为主要实验装置，在现有的实验装置当中，仍存在以下不足和需要改进的地方：

大部分用来实验的水槽结构固定，功能单一，往往不能够满足实际的不同需要。现有的一些多实验装置也受限于固定的结构和单一的形状，使它适用性难以进一步扩大。

溃坝实验中，水和尾砂等实验材料的循环利用，快速可分离是保证溃坝实验能否快速高效的进行的关键，所以需要有操作简便且可重复利用的实验装置。

目前用于溃坝实验水槽大部分采用钢丝绳起吊来调节坡度的方式，操作复杂的同时实验水槽也易变形且坡度不易控制。同时大部分的实验装置往往比较庞大，不易于装置操作和存放。

因此现有技术当中亟需要一种新型的技术方案来解决这一问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种简便的尾矿库溃坝模拟装置用于解决现有的模拟尾矿坝的溃败实验装置功能单一，水槽易变形且坡度不易控制等技术问题。

一种简便的尾矿库溃坝模拟装置，包括箱体、承重板、拆卸式稳水装置、多普勒超声流量计Ⅰ、尾矿坝模型、多普勒超声流量计Ⅱ、挡板、第一转轴、第二转轴、调节式支柱Ⅰ、支撑柱、差速齿轮组、过滤网、调节式支柱Ⅱ、水泵、相机和喷淋装置，

所述承重板的两个长边以及一个短边边缘均设置有防渗水密封条，承重板横向布置在箱体内部中间位置，承重板通过防渗水密封条与箱体活动密封连接，承重板的另一条短边与箱体之间留有间隙，承重板的上部自密封侧至间隙侧依次设置有拆卸式稳水装置、多普勒超声流量计Ⅰ、尾矿坝模型、多普勒超声流量计Ⅱ以及挡板，承重板的下部中部与第一转轴连接；所述挡板的一端通过第二转轴与承重板的上部连接，挡板的另一端下部与调节式支柱Ⅰ的上部活动连接；所述调节式支柱Ⅰ的下部与承重板的上部固定连接；

所述第一转轴的两端分别与支撑柱的上部连接，第一转轴的一端还与差速齿轮组的一端齿轮同轴连接；所述差速齿轮组的另一端齿轮与设置在箱体外部的把手同轴连接；所述支撑柱的数量为两个并且对称设置在箱体的内部两侧；

所述箱体的内底部与承重板之间的空间为水箱；所述水箱的内底部设置有过滤网；所述过滤网位于承重板的下部；所述调节式支柱Ⅱ的数量为两个，两个调节式支柱Ⅱ对称设置在箱体的两侧，调节式支柱Ⅱ位于承重板间隙侧的近端并且调节式支柱Ⅱ与承重板的下部活动连接；

所述水泵设置在箱体的外部，水泵的一端通过连接管与水箱密封侧的下部连接，水泵的另一端通过连接管与箱体密封侧的上部连接；

所述相机和喷淋装置均固定安装在箱体的内顶部，并且喷淋装置位于尾矿坝模型的上方。

所述过滤网的数量为2个以上，过滤网自间隙侧至密封侧依次设置并且过滤网的目数逐级变大。

所述调节式支柱Ⅰ为伸缩杆手动调节式支柱或液压杆调节式支柱。

所述调节式支柱Ⅱ为伸缩杆手动调节式支柱或液压杆调节式支柱。

所述在箱体外部的把手处设置有表示承重板倾斜角度的刻度线。

所述刻度线的精度为1度。

通过上述设计方案，本发明可以带来如下有益效果：

本发明可以通过差速齿轮组调节承重板的坡度，根据实际情况堆积尾矿坝模型，下游挡板坡度可调，再结合拆卸式稳水装置有效解决传统的模拟装置结构固定，功能单一的情况。下方的过滤网和水箱连接在一起实现实验材料的循环利用，快速可分离。本模拟装置一体式结构可以有效节约场地空间、简化结构和方便实验操作，可以进行溃坝、尾砂下泄、溃口变化情况、溃坝持续时间和水砂推移等一系列实验，所使用的水、沙可以循环利用，水槽坡度和尾水高度可自由调节。

附图说明

以下结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的说明：

图1为本发明一种简便的尾矿库溃坝模拟装置的结构示意图。

图2为本发明一种简便的尾矿库溃坝模拟装置中箱体的立体结构示意图。

图3为本发明一种简便的尾矿库溃坝模拟装置中差速齿轮组的结构示意图。

图中1-箱体、2-承重板、3-拆卸式稳水装置、4-多普勒超声流量计Ⅰ、5-尾矿坝模型、6-多普勒超声流量计Ⅱ、7-挡板、8-第一转轴、9-第二转轴、10-调节式支柱Ⅰ、11-支撑柱、12-差速齿轮组、13-过滤网、14-调节式支柱Ⅱ、15-水泵、16-相机、17-喷淋装置、18-水箱、19-连接管。

具体实施方式

一种简便的尾矿库溃坝模拟装置，包括箱体1、承重板2、拆卸式稳水装置3、多普勒超声流量计Ⅰ4、尾矿坝模型5、多普勒超声流量计Ⅱ6、挡板7、第一转轴8、第二转轴9、调节式支柱Ⅰ10、支撑柱11、差速齿轮组12、过滤网13、调节式支柱Ⅱ14、水泵15、相机16和喷淋装置17，

所述承重板2的两个长边以及一个短边边缘均设置有防渗水密封条，承重板2横向布置在箱体1内部中间位置，承重板2通过防渗水密封条与箱体1活动密封连接，承重板2的另一条短边与箱体1之间留有间隙，承重板2的上部自密封侧至间隙侧依次设置有拆卸式稳水装置3、多普勒超声流量计Ⅰ4、尾矿坝模型5、多普勒超声流量计Ⅱ6以及挡板7，承重板2的下部中部与第一转轴8连接；所述挡板7的一端通过第二转轴9与承重板2的上部连接，挡板7的另一端下部与调节式支柱Ⅰ10的上部活动连接；所述调节式支柱Ⅰ10的下部与承重板2的上部固定连接；

所述第一转轴8的两端分别与支撑柱11的上部连接，第一转轴8的一端还与差速齿轮组12的一端齿轮同轴连接；所述差速齿轮组12的另一端齿轮与设置在箱体1外部的把手同轴连接；所述支撑柱11的数量为两个并且对称设置在箱体1的内部两侧；所述把手上设置有定位装置。

所述箱体1的内底部与承重板2之间的空间为水箱18；所述水箱18的内底部设置有过滤网13；所述过滤网13位于承重板2的下部，过滤网13的数量为2个以上，过滤网13自间隙侧至密封侧依次设置并且过滤网13的目数逐级变大；所述调节式支柱Ⅱ14的数量为两个，两个调节式支柱Ⅱ14对称设置在箱体1的两侧，调节式支柱Ⅱ14位于承重板2间隙侧的近端并且调节式支柱Ⅱ14与承重板2的下部活动连接；

所述水泵15设置在箱体1的外部，水泵15的一端通过连接管19与水箱2密封侧的下部连接，水泵15的另一端通过连接管19与箱体1密封侧的上部连接；

所述相机16和喷淋装置17均固定安装在箱体1的内顶部，并且喷淋装置17位于尾矿坝模型5的上方。

所述调节式支柱Ⅰ10为伸缩杆手动调节式支柱或液压杆调节式支柱。

所述调节式支柱Ⅱ14为伸缩杆手动调节式支柱或液压杆调节式支柱。

所述在箱体1外部的把手处设置有表示承重板2倾斜角度的刻度线。

所述刻度线的精度为1度。

所述差速齿轮组12由两个多齿齿轮和两个少齿齿轮组成，一个少齿齿轮与一个多齿齿轮同轴心连接，转动小齿轮带动同心大齿轮上面的小齿轮带动旁边的大齿轮实现差速传动，围绕第一转轴8转动，外部设有把手和指示刻度。

拆卸式稳水装置3可根据需要拆卸更换，相机16，喷淋装置17设置于上方的支架中。

操作方法：

1、根据实际情况旋转把手，把手带动差速齿轮组12调整承重板5模拟自然底坡，并通过把手上的定位装置将把手固定；

2、升起调节式支柱Ⅱ14并固定位置，使调节式支柱Ⅱ14支撑倾斜的承重板5，以保持承重板5稳固；

3、检查承重板5上安装的防渗水密封条，确保防渗水密封条平整没有漏水点；

4、调节调节式支柱Ⅰ10转动挡板7模拟下游水位；

5、依据实际情况堆积尾矿坝模型5；

6、打开水泵15抽取水箱18中的水到承重板5上部空间，经拆卸式稳水装置3进行稳水；

7、根据实验类型选择拆卸式稳水装置3的出水方式；

8、多普勒超声流量计Ⅰ4记录来水流量，多普勒超声流量计Ⅱ6记录尾水流量；

9、相机16拍摄溃坝情况；

10、尾砂经过过滤网13过滤取出，过滤网13可以多级过滤，以确保过滤效果。

Claims (6)

1.一种简便的尾矿库溃坝模拟装置，其特征是：包括箱体(1)、承重板(2)、拆卸式稳水装置(3)、多普勒超声流量计Ⅰ(4)、尾矿坝模型(5)、多普勒超声流量计Ⅱ(6)、挡板(7)、第一转轴(8)、第二转轴(9)、调节式支柱Ⅰ(10)、支撑柱(11)、差速齿轮组(12)、过滤网(13)、调节式支柱Ⅱ(14)、水泵(15)、相机(16)和喷淋装置(17)，

所述承重板(2)的两个长边以及一个短边边缘均设置有防渗水密封条，承重板(2)横向布置在箱体(1)内部中间位置，承重板(2)通过防渗水密封条与箱体(1)活动密封连接，承重板(2)的另一条短边与箱体(1)之间留有间隙，承重板(2)的上部自密封侧至间隙侧依次设置有拆卸式稳水装置(3)、多普勒超声流量计Ⅰ(4)、尾矿坝模型(5)、多普勒超声流量计Ⅱ(6)以及挡板(7)，承重板(2)的下部中部与第一转轴(8)连接；所述挡板(7)的一端通过第二转轴(9)与承重板(2)的上部连接，挡板(7)的另一端下部与调节式支柱Ⅰ(10)的上部活动连接；所述调节式支柱Ⅰ(10)的下部与承重板(2)的上部固定连接；

所述第一转轴(8)的两端分别与支撑柱(11)的上部连接，第一转轴(8)的一端还与差速齿轮组(12)的一端齿轮同轴连接；所述差速齿轮组(12)的另一端齿轮与设置在箱体(1)外部的把手同轴连接；所述支撑柱(11)的数量为两个并且对称设置在箱体(1)的内部两侧；

所述箱体(1)的内底部与承重板(2)之间的空间为水箱(18)；所述水箱(18)的内底部设置有过滤网(13)；所述过滤网(13)位于承重板(2)的下部；所述调节式支柱Ⅱ(14)的数量为两个，两个调节式支柱Ⅱ(14)对称设置在箱体(1)的两侧，调节式支柱Ⅱ(14)位于承重板(2)间隙侧的近端并且调节式支柱Ⅱ(14)与承重板(2)的下部活动连接；

所述水泵(15)设置在箱体(1)的外部，水泵(15)的一端通过连接管(19)与水箱(18 )密封侧的下部连接，水泵(15)的另一端通过连接管(19)与箱体(1)密封侧的上部连接；

所述相机(16)和喷淋装置(17)均固定安装在箱体(1)的内顶部，并且喷淋装置(17)位于尾矿坝模型(5)的上方。

2.根据权利要求1所述的一种简便的尾矿库溃坝模拟装置，其特征是：所述过滤网(13)的数量为2个以上，过滤网(13)自间隙侧至密封侧依次设置并且过滤网(13)的目数逐级变大。

3.根据权利要求1所述的一种简便的尾矿库溃坝模拟装置，其特征是：所述调节式支柱Ⅰ(10)为伸缩杆手动调节式支柱或液压杆调节式支柱。

4.根据权利要求1所述的一种简便的尾矿库溃坝模拟装置，其特征是：所述调节式支柱Ⅱ(14)为伸缩杆手动调节式支柱或液压杆调节式支柱。

5.根据权利要求1所述的一种简便的尾矿库溃坝模拟装置，其特征是：所述在箱体(1)外部的把手处设置有表示承重板(2)倾斜角度的刻度线。

6.根据权利要求5所述的一种简便的尾矿库溃坝模拟装置，其特征是：所述刻度线的精度为1度。

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