CN204758440U - 一种模拟尾矿坝水力分选的粒度分析装置 - Google Patents

Abstract

一种模拟尾矿坝水力分选的粒度分析装置，包括搅拌装置，搅拌装置一侧连接有出浆管，出浆管连接于输浆管，输浆管的末端设有调浆管，调浆管的角度可调节，调浆管被输浆支架支撑，输浆支架上设有角度测量仪，角度测量仪测量调浆管相对输浆支架的角度，调浆管的后端设有排浆管，排浆管伸入模拟装置内，模拟箱连接于激光粒度测量仪，实验时调节调浆管位于不同的角度，分别测量模拟装置内尾矿砂剖面的粒度分布，得到不同组粒度分析图，从而指导实际尾矿坝堆铸时调浆管设置的最佳位置，从而得到稳定性较强的尾矿坝，同时通过该装置模拟尾矿坝中在水力分选作用下的状态，分析其粒度分布，也可分析得知已铸成的尾矿坝的稳定性。

Description

一种模拟尾矿坝水力分选的粒度分析装置

技术领域

本实用新型涉及模拟实验技术领域，尤其涉及一种模拟尾矿坝水力分选的粒度分析装置。

背景技术

上游法尾矿筑坝工艺简单、经济,是我国广泛使用的方法。这种坝的设计建造和安全管理中常用到一些基本参数，如初期坝高度、堆积坝外坡比、沉积滩长度、坡度、沉积尾矿颗粒沿滩面的分布规律等,是分析尾矿库抗洪能力和尾矿坝稳定性的重要依据之一。

尾矿坝的堆积过程通常是尾矿砂以浆体形式排放到尾矿库中并在尾矿库中进行堆积存储。尾矿砂在排放的过程中，尾矿砂会在水力的作用下使不同粒度的尾矿砂在尾矿库中的不同位置进行沉积。尾矿砂堆积之后，也会在下一次尾矿浆排放过程中带动上一次表面的尾矿砂进行一定距离的迁移。所以尾矿砂不同粒度的沉积是一个复杂的物理过程。流体的渗流是在孔隙中进行的，研究尾矿砂粒度的分布情况有利于了解内部的孔隙分布规律和不同位置的孔隙变化情况，这样会更好的了解尾矿中渗流的变化规律，通过分析尾矿中的数据参数，进而能够确定尾矿坝中的尾矿粒度，进而确定其稳定性，同时，在降雨的作用下尾矿坝会形成地表径流，在雨水的作用下尾矿砂会在水力作用下发生迁移或者流失。因此研究尾矿坝的水力分选作用下的尾矿砂的粒度分布规律对研究尾矿坝的稳定性以及排渗设置都具有重大的意义。

目前进行尾矿坝的稳定性等分析评价,通常采用钻探和试验的方法确定坝体构造和材料特性。钻孔可以提供准确的柱状图,但由于尾矿沉积的随机性,在根据这些单孔资料形成剖面的过程中必须需要某种推理和简化，钻孔间距越大误差越大,加密钻孔可减少误差,但勘察费将大幅度增加。而目前的试验方法也无法得到经典剖面的具体参数，这些也为尾矿坝内的稳定性分析增加了难度。

因此，有必要设计一种尾矿坝粒度分析装置，以解决上述问题。

实用新型内容

针对现有技术存在的问题，本实用新型提供一种通过实验研究尾矿砂中粒度分布规律进而判定尾矿坝稳定性的模拟尾矿坝水力分选的粒度分析装置。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种模拟尾矿坝水力分选的粒度分析装置，包括搅拌装置，所述搅拌装置一侧连接有出浆管，所述出浆管连接于输浆管，所述输浆管的末端设有调浆管，所述调浆管的角度可调节，所述调浆管被输浆支架支撑，所述输浆支架上设有角度测量仪，所述角度测量仪测量所述调浆管相对所述输浆支架的角度，所述调浆管的后端设有排浆管，所述排浆管伸入模拟装置内，所述模拟装置具有模拟箱，所述模拟箱内设有倾斜的带孔钢板，所述模拟箱的底部设有出水口，所述模拟箱连接于激光粒度测量仪。

进一步，所述搅拌装置包括搅拌箱、搅拌支架以及搅拌机，所述搅拌支架围绕所述搅拌箱，所述搅拌机设于所述搅拌支架上。

进一步，所述搅拌箱的侧壁及/或底壁设有含砂浓度测量仪。

进一步，所述搅拌装置放置于支撑台上，所述支撑台上还设有监测装置，监测所述含砂浓度测量仪及/或所述激光粒度测量仪测量的数据。

进一步，所述输浆支架包括底座，固定支架和调节杆，所述固定支架固定于所述底座上，所述调节杆可相对所述固定支架调整高度，并通过螺母固定于所述固定支架，所述调节杆的顶端设有所述角度测量仪，用于测量所述调浆管相对所述固定支架的角度。

进一步，所述排浆管设有多个，均匀的设置于所述调浆管上，每个所述排浆管设有排浆阀门和流量计。

进一步，所述模拟箱的底部设有调坡块，所述带孔钢板的一端固定于所述调坡块，另一端搭接于所述模拟箱的侧壁。

进一步，所述带孔钢板表面铺设一层土工布，所述带孔钢板的的下方铺设海绵。

进一步，所述模拟箱内壁靠近底部设有凹缝，所述凹缝内设有铁丝网，所述铁丝网下方铺设尾矿砂。

进一步，所述带孔钢板的下方靠近所述出水口侧设有倾斜底面。

本实用新型的有益效果：

所述输浆管的角度可调节，且所述排浆管伸入所述模拟装置内，所述模拟装置连接于所述激光粒度测量仪，实验时调节所述调浆管位于不同的角度，分别测量所述模拟装置内尾矿砂剖面的粒度分布，得到不同组粒度分析图，从而指导实际尾矿坝堆铸时调浆管设置的最佳位置，从而得到稳定性较强的尾矿坝，同时通过该装置模拟尾矿坝中在水力分选作用下的状态，分析其粒度分布，也可分析得知已铸成的尾矿坝的稳定性。

附图说明

图1为本实用新型模拟尾矿坝水力分选的粒度分析装置的结构示意图；

图中，1—支撑台、2—搅拌支架、3—搅拌箱、4—含砂浓度测量仪、5—搅拌机、6—出浆管、7—出浆阀门、8—夹子、9—输浆管、10—底座、11—固定支架、12—调节杆、13—角度测量仪、14—固管夹、15—调浆管、16—排浆阀门、17—流量计、18—排浆管、19—模拟箱、20—调坡块、21—带孔钢板、22—出水口、23—收水槽、24—凹缝、25—监测装置。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步的详细说明。

如图1所示，本实用新型模拟尾矿坝水力分选的粒度分析装置包括支撑台1，支撑台1上设有搅拌装置，搅拌装置的一侧连接有出浆管6，出浆管6连接于输浆管9，输浆管9的末端设有调浆管15，调浆管15被输浆支架支撑，调浆管15的后端设有排浆管18，排浆管18伸入模拟装置内，将尾矿砂浆排入模拟装置内并通过激光粒度测量仪测定尾矿砂在模拟装置内沉积后的剖面粒度分布，从而指导实际尾矿坝的堆铸，也可模拟尾矿坝在水力分选的条件下，测得其粒度分布规律，从而指导研究尾矿坝的稳定性，对尾矿坝的排渗设置都存在重大意义。

搅拌装置包括搅拌箱3、搅拌支架2以及搅拌机5，搅拌箱3位于支撑台1上，搅拌支架2围绕搅拌箱3，搅拌机5设于搅拌支架2上，且可相对搅拌支架2的中心转动，搅拌机5的上端悬挂于搅拌支架2的中心，其下端设有多个叶片位于搅拌箱3内，用于均匀搅拌搅拌箱3内的尾矿砂浆。搅拌箱3的侧壁及/或底壁均设有含砂浓度测量仪4，用以测试搅拌箱3内是否搅拌均匀，搅拌装置可防止尾矿砂浆在搅拌箱3内沉积，提高后端尾矿砂浆的排放效率。

支撑台1上还设有监测装置25，监测含砂浓度测量仪4及/或激光粒度测量仪测量的数据。

搅拌装置的一侧设有出浆管6，出浆管6位于搅拌箱3的中下部，出浆管6上设有出浆阀门7控制出浆，出浆管6的后端连接有输浆管9，输浆管9与出浆管6之间通过夹子8连接，在本实施例中，出浆管6由硬质管道组成，输浆管9是软质管道，输浆管9的后端通过夹子8连接于调浆管15，调浆管15与出浆管6之间通过软质的输浆管9连接，使排浆灵活，且调浆管15的角度可调节。调浆管15的后端连接有多根排浆管18，在本实施例中，排浆管18设有四个，均匀的设置于调浆管15上，采用四个排浆管18，可模拟尾矿排浆的多管排浆，每个排浆管18上均设有排浆阀门16和流量计17，用以控制排浆。排浆管18后端伸入模拟装置内，从而将尾矿砂浆排入模拟装置。

输浆支架设于调浆管15的下方，输浆支架包括底座10，固定支架11和调节杆12，固定支架11固定于底座10上，调节杆12可相对固定支架11调整高度，调整调节杆12的高度，使得实验操作方便，调节杆12通过螺母固定于固定支架11，调节杆12的顶端通过固管夹14固定于调浆管15的一端，通过固管夹14与螺母固定调浆管15，通过调节固管夹14进而调节调浆管15，使调浆管15调节到不同的角度，调节杆12的顶端设有角度测量仪13，用于测量所述调浆管15相对所述固定支架11的角度。

模拟装置包括模拟箱19，模拟箱19连接于外置的激光粒度测量仪，测量模拟箱19内尾矿的粒度分布。模拟箱19的底部设有调坡块20，带孔钢板21的一端固定于调坡块20，另一端搭接于模拟箱19的侧壁，调坡块20可在一定范围内调整带孔钢板21坡度以达到实验要求。带孔钢板21的下方及其搭接的侧壁的底部设有出水口22，出水口22处的底壁具有一定坡度，使水可以从模拟箱19内经该底壁并由出水口22流出，收水槽23位于出水口22的下方，接住出水口22流出的水。带孔钢板21的表面铺设一层土工布，其下方铺设海绵，水可以由带孔钢板21及其上的土工布过滤流到海绵，再流到出水口22，使水均匀充分的排出，尾矿砂不会因为水分排出而影响水力分选，从而可模拟尾矿浆的排放环境。模拟箱19内壁靠近底部设有凹缝24，凹缝24设置在距模拟箱19底壁3cm处，该凹缝24内固定铺设有铁丝网，铁丝网是细孔纱网，铁丝网与模拟箱19底壁之间铺设尾矿砂，可以模拟真实环境，防止由于底壁冲击影响水力分选。

优选的，出浆管6的位置高于调浆管15及模拟箱19，使得排浆更流畅。

采用本实用新型模拟尾矿坝水力分选的粒度分析装置的使用方法如下：

首先调整好整个装置，调节调节杆12至一定高度，用螺母将固定杆锁定于固定支架11上，并通过调整固管夹14进而将调浆管15调节至一定角度，并锁定固管夹14和螺母以将调浆管15固定，调节调坡块20至一定坡度，在调坡块20左侧放置有海绵，并将带孔钢板21固定在调坡块20上，海绵位于带孔钢板21的底部，然后在带孔钢板21表面铺设一层土工布，在模拟箱19中铺设3cm厚度的尾矿砂，并将铁丝网安装于凹缝24中固定。

然后将一定量水和尾矿砂放置于搅拌箱3中，关闭出浆阀门7，接通搅拌机5和监测装置25，搅拌机5工作搅拌搅拌箱3内的水和尾矿砂混合物，通过监测装置25观察搅拌箱3内含沙量的变化，待搅拌箱3内的侧壁和底壁的含砂浓度测量仪4的示数大致相同且稳定，此时搅拌箱3内的水和尾矿砂混合物已经成为均匀的尾矿砂浆，打开出浆阀门7，同时打开前两个排浆管18上的排浆阀门16进行排浆，观察流量计17并调节，保证排浆速度与实际情况符合，尾矿砂浆从出浆管6流入输浆管9内，再通过调浆管15进而流到排浆管18，最后排到模拟箱19内沉积，沉积后尾矿浆中的水分通过带土工布的带孔钢板21流下，渗入海绵并通过其自身重力作用和具有一定坡度的底壁流下，由出水口22流出，最终流入收水槽23中，当尾矿砂在模拟箱19内沉积一定程度时，关闭前两个排浆阀门16，打开后两个排浆阀门16，模拟尾矿排浆的多管排浆，然后再打开前两个排浆阀门16，如此轮流循环，直至模拟箱19内尾矿砂堆积到所需高度。然后通过激光粒度测量仪测量堆积的尾矿砂的剖面的粒度分布，并通过监测装置25监测并记录。

多次实验时，调整调浆管15的角度，重复上述实验过程，并测量模拟箱19内堆积的尾矿砂的剖面的粒度分布，从而比较得到调浆管15的最佳角度，确定其最佳位置，进而指导实际尾矿砂堆铸时调浆管15的设置位置，从而得到稳定性较强的尾矿坝，同时通过该装置模拟尾矿坝中在水力分选作用下的状态，分析其粒度分布，也可分析得知已铸成的尾矿坝的稳定性。

以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围内。

Claims (10)

1.一种模拟尾矿坝水力分选的粒度分析装置，其特征在于，包括：搅拌装置，所述搅拌装置一侧连接有出浆管，所述出浆管连接于输浆管，所述输浆管的末端设有调浆管，所述调浆管的角度可调节，所述调浆管被输浆支架支撑，所述输浆支架上设有角度测量仪，所述角度测量仪测量所述调浆管相对所述输浆支架的角度，所述调浆管的后端设有排浆管，所述排浆管伸入模拟装置内，所述模拟装置具有模拟箱，所述模拟箱内设有倾斜的带孔钢板，所述模拟箱的底部设有出水口，所述模拟箱连接于激光粒度测量仪。

2.根据权利要求1所述的模拟尾矿坝水力分选的粒度分析装置,其特征在于：所述搅拌装置包括搅拌箱、搅拌支架以及搅拌机，所述搅拌支架围绕所述搅拌箱，所述搅拌机设于所述搅拌支架上。

3.根据权利要求2所述的模拟尾矿坝水力分选的粒度分析装置,其特征在于：所述搅拌箱的侧壁及/或底壁设有含砂浓度测量仪。

4.根据权利要求3所述的模拟尾矿坝水力分选的粒度分析装置,其特征在于：所述搅拌装置放置于支撑台上，所述支撑台上还设有监测装置，监测所述含砂浓度测量仪及/或所述激光粒度测量仪测量的数据。

5.根据权利要求1所述的模拟尾矿坝水力分选的粒度分析装置,其特征在于：所述输浆支架包括底座，固定支架和调节杆，所述固定支架固定于所述底座上，所述调节杆可相对所述固定支架调整高度，并通过螺母固定于所述固定支架，所述调节杆的顶端设有所述角度测量仪，用于测量所述调浆管相对所述固定支架的角度。

6.根据权利要求1所述的模拟尾矿坝水力分选的粒度分析装置,其特征在于：所述排浆管设有多个，均匀的设置于所述调浆管上，每个所述排浆管设有排浆阀门和流量计。

7.根据权利要求1所述的模拟尾矿坝水力分选的粒度分析装置,其特征在于：所述模拟箱的底部设有调坡块，所述带孔钢板的一端固定于所述调坡块，另一端搭接于所述模拟箱的侧壁。

8.根据权利要求1所述的模拟尾矿坝水力分选的粒度分析装置,其特征在于：所述带孔钢板表面铺设一层土工布，所述带孔钢板的的下方铺设海绵。

9.根据权利要求1所述的模拟尾矿坝水力分选的粒度分析装置,其特征在于：所述模拟箱内壁靠近底部设有凹缝，所述凹缝内设有铁丝网，所述铁丝网下方铺设尾矿砂。

10.根据权利要求1所述的模拟尾矿坝水力分选的粒度分析装置,其特征在于：所述带孔钢板的下方靠近所述出水口侧设有倾斜底面。