CN205917643U - 一种尾矿库溃坝模拟装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种尾矿库溃坝模拟装置，属于尾矿库溃坝模拟技术领域。本实用新型所述装置包括高压油泵、进油管、出油管等；高压油泵通过进油管和出油管和压力活塞连接，压力活塞固定于横杆上；横杆固定于压力撑杆上，压力撑杆固定在承重板上；压力活塞的下方固定有分压块，分压块的下面固定有压力板，压力板置于水槽的上方，水槽固定于压力撑杆上，水槽的底部设有降雨孔，每个降雨孔的下面对应设置有降雨针管；水槽的底部设有和水槽的底部对应的降雨控孔板，降雨控孔板与控孔手轮连接，水槽的正下方设有尾矿槽，尾矿槽置于震动弹簧上，震动弹簧固定在位于承重板中间的凹槽上，尾矿槽底部设有震动机，震动弹簧和震动机均设有多组。本实用新型所述装置可以模拟自然降雨以及地震单一或者双重条件下的室内堆坝模型试验。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种尾矿库溃坝模拟装置，属于尾矿库溃坝模拟技术领域。
背景技术
随着尾矿库溃坝事故的发生，越来越多的科学家、研究人员参与到对尾矿库溃坝机理的研究当中，以寻求达到有效防治尾矿库灾害的目的，其中尾矿库溃坝模型的设计就是其中一个重要环节。
尾矿库溃坝相应的研究涉及到土力学、水力学和泥沙动力学等相关学科的交叉领域，这为尾矿库溃坝研究带来了难度，同时，在尾矿库溃坝过程中，尾矿坝可能会发生多次垮塌失稳，使得溃坝过程更加复杂。因此，尾矿库的溃坝不是某一个因素引起的，往往是多个因素共同作用的结果，就其本质而言，是由于外界环境的影响（尾矿坝增高加载、地震、降雨、洪水、坝基沉陷等），使尾矿库中应力场和渗流场发生变化，从而导致尾矿坝的破坏失稳，主要包括渗流场直接诱发尾矿坝失稳、尾矿坝坝基失稳导致尾矿库溃坝、洪水漫顶导致尾矿坝坡失稳而溃坝以及地震作用下导致尾矿库溃坝等。
综上所述，可以了解到导致尾矿库溃坝的因素多种多样，但其中水是一个导致溃坝的主要因素，由于尾矿砂颗粒极细，遇水容易产生流土，尤其是降雨条件下的雨水冲蚀作用，此外，当尾矿库内的尾矿砂含水率较高时，遇到地震就容易发生液化现象，从而导致溃坝，造成损失。室内堆坝模型实验不仅能更系统地开展尾矿坝滑坡及泥石流的触发机制研究，而且能为边坡滑坡及泥石流触发模型及预测理论的建立提供理论基础。
因此，本次在模型中设计一种模拟自然降雨以及自然地震的装置，主要为研究降雨以及地震的单一或双重条件对尾矿库的影响，设计一种能够最大限度模拟自然降雨和地震的装置，并记录、收集数据进行研究，而后将研究后的结果分析处理后，运用到现实尾矿库的安全防护当中去，以减少尾矿库溃坝对社会的危害。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种尾矿库溃坝模拟装置，用于研究降雨大小、速度、地震强度等因素对尾矿坝的影响，通过压力装置控制降雨大小来模拟自然界降雨大小以及通过震动装置模拟发生自然地震。
本实用新型所述尾矿库溃坝模拟装置包括高压油泵1、进油管2、出油管3、压力撑杆4、压力活塞5、分压块6、降雨针管8、承重板11、震动机14、降雨控孔板15、尾矿槽17、震动弹簧19、压力板20、水槽21、降雨孔22、控孔手轮18；高压油泵1通过进油管2和出油管3和压力活塞5连接，压力活塞5固定于横杆上；横杆固定于压力撑杆4上，压力撑杆4固定在承重板11上；压力活塞5的下方固定有分压块6，分压块6的下面固定有压力板20，压力板20置于水槽21的上方，压力板20的四边和水槽21的侧壁紧密接触，活塞作用于分压块，将压力作用于水面；水槽21固定于压力撑杆4上，水槽21的底部设有降雨孔22，每个降雨孔22的下面对应设置有降雨针管8；水槽21的底部设有和水槽21的底部对应的降雨控孔板15，降雨控孔板15与控孔手轮18连接，通过转动控孔手轮18使降雨孔22和降雨控孔板15上的孔错开或是重合；水槽21的正下方设有尾矿槽17，尾矿槽17置于震动弹簧19上，震动弹簧19固定在位于承重板11中间的凹槽上，尾矿槽17底部设有震动机14，震动弹簧19和震动机14均设有多组。
优选的，本实用新型所述压力撑杆4为空心结构，进油管2和出油管3穿过压力撑杆4与压力活塞5连接。
优选的，本实用新型所述尾矿槽17包括尾矿槽门9、尾矿槽底板10和侧壁，侧壁和尾矿槽底板10之间为可拆卸连接，侧壁通过尾矿槽固定头插入尾矿槽底板10，尾矿槽门9上设有控制尾矿槽门9开启和关闭的尾矿槽开关控制阀13。
优选的，本实用新型所述水槽21通过水槽固定销16固定于压力撑杆4上；水槽21的侧壁上设有水位测量计12和注水孔7。
优选的，本实用新型所述尾矿槽17的侧壁的尾矿槽门9均采用透明材料，压力板20与分压块6均采用塑料等轻型材料。
优选的，本实用新型所述控孔手轮18上设有刻度。
本实用新型所述装置的使用过程：首先通过控孔手轮18旋转使得降雨控孔板15移动，使其与水槽21底部的降雨孔22不存在孔隙，接下来抽取水，通过注水孔7注入到水槽21中，由于压力板20与分压块6均采用轻型材料，随着水位的上升，压力板20与分压块6也会随着上，通过水槽壁上的水位测量计12可观测水位变化，至此，降雨系统准备好；在尾矿槽17内堆出尾矿坝的模型；接下来通过控孔手轮18旋转使得降雨控孔板15移动，使与水槽21底部的降雨孔22的孔隙变化而后打开高压油泵1，使压力活塞5移动，作用于分压块6上，压力传递到压力板20，压力板作用于水面，此时模拟降雨完成；如果需要研究符合因素的对尾矿坝的影响只需要，开震动机14，控制其频率，进而可以模拟不同强度的地震；可以在整个装置的基础上添加一些实验检测仪器，能够收集尾矿坝在一种或两种因素条件下的参数变化，进而为研究尾矿矿坝在自然条件下的稳定性提供理论支持。
本实用新型的有益效果：
（1）本实用新型所述降雨系统能模拟降雨条件下尾矿坝的稳定性，能控制降雨的速度与强度，能模拟地震条件下尾矿坝的稳定性，能使整个降雨面处处受力均匀，达到各处降雨强度大小相同的目的。
（2）本实用新型所述降雨系统能模拟自然条件下不同降雨强度对尾矿坝稳定性的影响，不同地震以及不同地震强度对尾矿坝稳定性的影响。
（3）本实用新型所述降雨系统的整个装置部件可拆卸，因此可根据模型大小来改变水槽底部降雨孔开闭数量来适应覆盖范围，进而改变降雨的范围；可开展自然降雨以及地震单一或者双重条件下的室内堆坝模型试验。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
图2为本实用新型的剖面图。
图3为降雨孔板上的孔分布及形状结构示意图。
图中：1-高压泵；2-进油管；3-出油管；4-压力撑杆；5-压力活塞；6-分压块；7-注水孔；8-降雨针头；9-尾矿槽门；10-尾矿槽底板；11-承重板；12-水位测量计；13-尾矿槽开关控制阀；14-震动机；15-降雨控孔板；16-水槽固定销；17-尾矿槽；18-控孔手轮；19-震动弹簧；20-压力板；21-水槽；22-降雨孔。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细说明，但本实用新型的保护范围并不限于所述内容。
实施例1
本实施例所述尾矿库溃坝模拟装置包括高压油泵1、进油管2、出油管3、压力撑杆4、压力活塞5、分压块6、降雨针管8、承重板11、震动机14、降雨控孔板15、尾矿槽17、震动弹簧19、压力板20、水槽21、降雨孔22、控孔手轮18；高压油泵1通过进油管2和出油管3和压力活塞5连接，压力活塞5固定于横杆上；横杆固定于压力撑杆4上，压力撑杆4固定在承重板11上；压力活塞5的下方固定有分压块6，分压块6的下面固定有压力板20，压力板20置于水槽21的上方，压力板20的四边和水槽21的侧壁紧密接触，活塞作用于分压块，将压力作用于水面；水槽21固定于压力撑杆4上，水槽21的底部设有降雨孔22，每个降雨孔22的下面对应设置有降雨针管8；水槽21的底部设有和水槽21的底部对应的降雨控孔板15，降雨控孔板15与控孔手轮18连接，通过转动控孔手轮18使降雨孔22和降雨控孔板15上的孔错开或是重合；水槽21的正下方设有尾矿槽17，尾矿槽17置于震动弹簧19上，震动弹簧19固定在位于承重板11中间的凹槽上，尾矿槽17底部设有震动机14，震动弹簧19和震动机14均设有多组，如图1~3所示。
实施例2
本实施例所述尾矿库溃坝模拟装置包括高压油泵1、进油管2、出油管3、压力撑杆4、压力活塞5、分压块6、降雨针管8、承重板11、震动机14、降雨控孔板15、尾矿槽17、震动弹簧19、压力板20、水槽21、降雨孔22、控孔手轮18；高压油泵1通过进油管2和出油管3和压力活塞5连接，压力活塞5固定于横杆上；横杆固定于压力撑杆4上，压力撑杆4固定在承重板11上；压力活塞5的下方固定有分压块6，分压块6的下面固定有压力板20，压力板20置于水槽21的上方，压力板20的四边和水槽21的侧壁紧密接触，活塞作用于分压块，将压力作用于水面；水槽21固定于压力撑杆4上，水槽21的底部设有降雨孔22，每个降雨孔22的下面对应设置有降雨针管8；水槽21的底部设有和水槽21的底部对应的降雨控孔板15，降雨控孔板15与控孔手轮18连接，通过转动控孔手轮18使降雨孔22和降雨控孔板15上的孔错开或是重合；水槽21的正下方设有尾矿槽17，尾矿槽17置于震动弹簧19上，震动弹簧19固定在位于承重板11中间的凹槽上，尾矿槽17底部设有震动机14，震动弹簧19和震动机14均设有多组；压力撑杆4为空心结构，进油管2和出油管3穿过压力撑杆4与压力活塞5连接；尾矿槽17包括尾矿槽门9、尾矿槽底板10和侧壁，侧壁和尾矿槽底板10之间为可拆卸连接，侧壁通过尾矿槽固定头插入尾矿槽底板10，尾矿槽门9上设有控制尾矿槽门9开启和关闭的尾矿槽开关控制阀13；水槽21通过水槽固定销16固定于压力撑杆4上；水槽21的侧壁上设有水位测量计12和注水孔7，如图1~3所示。
实施例3
本实施例所述尾矿库溃坝模拟装置包括高压油泵1、进油管2、出油管3、压力撑杆4、压力活塞5、分压块6、降雨针管8、承重板11、震动机14、降雨控孔板15、尾矿槽17、震动弹簧19、压力板20、水槽21、降雨孔22、控孔手轮18；高压油泵1通过进油管2和出油管3和压力活塞5连接，压力活塞5固定于横杆上；横杆固定于压力撑杆4上，压力撑杆4固定在承重板11上；压力活塞5的下方固定有分压块6，分压块6的下面固定有压力板20，压力板20置于水槽21的上方，压力板20的四边和水槽21的侧壁紧密接触，活塞作用于分压块，将压力作用于水面；水槽21固定于压力撑杆4上，水槽21的底部设有降雨孔22，每个降雨孔22的下面对应设置有降雨针管8；水槽21的底部设有和水槽21的底部对应的降雨控孔板15，降雨控孔板15与控孔手轮18连接，通过转动控孔手轮18使降雨孔22和降雨控孔板15上的孔错开或是重合；水槽21的正下方设有尾矿槽17，尾矿槽17置于震动弹簧19上，震动弹簧19固定在位于承重板11中间的凹槽上，尾矿槽17底部设有震动机14，震动弹簧19和震动机14均设有多组；压力撑杆4为空心结构，进油管2和出油管3穿过压力撑杆4与压力活塞5连接；尾矿槽17包括尾矿槽门9、尾矿槽底板10和侧壁，侧壁和尾矿槽底板10之间为可拆卸连接，侧壁通过尾矿槽固定头插入尾矿槽底板10，尾矿槽门9上设有控制尾矿槽门9开启和关闭的尾矿槽开关控制阀13；水槽21通过水槽固定销16固定于压力撑杆4上；水槽21的侧壁上设有水位测量计12和注水孔7；所述尾矿槽17的侧壁的尾矿槽门9均采用透明材料；本实用新型所述控孔手轮18上设有刻度，如图1~3所示。
Claims (7)
1.一种尾矿库溃坝模拟装置，其特征在于：所述装置包括高压油泵（1）、进油管（2）、出油管（3）、压力撑杆（4）、压力活塞（5）、分压块（6）、降雨针管（8）、承重板（11）、降雨控孔板（15）、尾矿槽（17）、震动弹簧（19）、压力板（20）、水槽（21）、降雨孔（22）、震动机（14）、控孔手轮（18）；高压油泵（1）通过进油管（2）和出油管（3）和压力活塞（5）连接，压力活塞（5）固定于横杆上；横杆固定于压力撑杆（4）上，压力撑杆（4）固定在承重板（11）上；压力活塞（5）的下方固定有分压块（6），分压块（6）的下面固定有压力板（20），压力板（20）置于水槽（21）的上方，压力板（20）的四边和水槽（21）的侧壁紧密接触；水槽（21）固定于压力撑杆（4）上，水槽（21）的底部设有降雨孔（22），每个降雨孔（22）的下面对应设置有降雨针管（8）；水槽（21）的底部设有和水槽（21）的底部对应的降雨控孔板（15），降雨控孔板（15）与控孔手轮（18）连接，通过转动控孔手轮（18）使降雨孔（22）和降雨控孔板（15）上的孔错开或是重合；水槽（21）的正下方设有尾矿槽（17），尾矿槽（17）置于震动弹簧（19）上，震动弹簧（19）固定在位于承重板（11）中间的凹槽上，尾矿槽（17）底部设有震动机（14），震动弹簧（19）和震动机（14）均设有多组。
2.根据权利要求1所述尾矿库溃坝模拟装置，其特征在于：压力撑杆（4）为空心结构，进油管（2）和出油管（3）穿过压力撑杆（4）与压力活塞（5）连接。
3.根据权利要求1所述尾矿库溃坝模拟装置，其特征在于：尾矿槽（17）包括尾矿槽门（9）、尾矿槽底板（10）和侧壁，侧壁和尾矿槽底板（10）之间为可拆卸连接，尾矿槽门（9）上设有控制尾矿槽门（9）开启和关闭的尾矿槽开关控制阀（13）。
4.根据权利要求1所述尾矿库溃坝模拟装置，其特征在于：水槽（21）通过水槽固定销（16）固定于压力撑杆（4）上。
5.根据权利要求4所述尾矿库溃坝模拟装置，其特征在于：水槽（21）的侧壁上设有水位测量计（12）和注水孔（7）。
6.根据权利要求3所述尾矿库溃坝模拟装置，其特征在于：尾矿槽（17）的侧壁的尾矿槽门（9）均采用透明材料，压力板（20）与分压块（6）均采用塑料制成。
7.根据权利要求1所述尾矿库溃坝模拟装置，其特征在于：控孔手轮（18）上设有刻度。
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Granted publication date: 20170201 Termination date: 20180701 |
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