CN206096120U - 一种研究尾矿坝溃口形成和扩展过程的模拟装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种研究尾矿坝溃口形成和扩展过程的模拟装置，属于尾矿坝溃坝机理研究的试验技术领域。本实用新型模拟库区系统包括模型箱、模拟坝体、标尺、闸板、回水管；模型箱为有机玻璃制成的顶端敞口容器，模拟坝体置于模型箱内，标尺对称贴置在模型箱的下游部位两侧，闸板放置在模拟坝体和给水管之间，回水管一端连接模型箱的尾部，回水管另一端与沉淀池相连；循环给水系统包括循环水箱、沉淀池、滤网、清水池、潜水泵、流量表和给水管；滤网放置在循环水箱中将循环水箱分成沉淀池、清水池，潜水泵放置于清水池内，给水管上有流量表，给水管一端与潜水泵相连，给水管另一端与模型箱相连。本实用新型能够清晰记录溃口的形成和扩展过程。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种研究尾矿坝溃口形成和扩展过程的模拟装置，属于尾矿坝溃坝机理研究的试验技术领域。
背景技术
尾矿库是金属非金属矿山企业的重要设施，其能否安全运行不仅影响着矿山企业的正常运作，而且严重威胁着下游居民的人身财产安全和周围的生态环境。据近年来国内外学者对于尾矿坝溃坝因素和机制的研究成果表明：大量的尾矿坝垮塌均与水因素密切相关,无论是渗透破坏、冲刷破坏还是漫顶破坏是均由于水的作用降低了尾矿坝的稳定性，导致溃坝灾害的发生。其中的漫顶破坏虽然不是最多的破坏形式，但是由于漫顶一般伴随着强降雨和洪水灾害，故而漫顶破坏的致灾严重程度往往最大。比如2010年9月21日，因号台风“凡亚比”带来的强降雨，导致广东信宜紫金矿业银岩锡矿尾矿库发生的溃坝事故，导致信宜全市受灾人口达35万人，直接经济损失约4.6亿元。
目前，国内外研究方向主要集中在尾矿库工程对周围环境的影响及其自身稳定性问题、尾矿坝溃决的因素以及尾矿坝地质灾害与危险性评估等方面，针对尾矿坝漫顶溃坝机理的研究相对较少，且大部分文献将理论和实验分开研究，少数能够做到两种方法一起研究，也未能将其机理阐述清楚。其中，针对尾矿坝溃坝的溃口形成和扩展理论是揭示尾矿坝溃坝机理的重要组成理论。鉴于现场试验受到的影响因素较多，产生的误差较大，且耗费人力物力较大。因此，设计一台能够研究尾矿坝溃坝时溃口形成和扩展的实验器材，不仅能够完善尾矿坝溃坝理论，而且对于揭示尾矿坝溃坝机理具有关键性的帮助作用。
发明内容
本实用新型提供了一种研究尾矿坝溃口形成和扩展过程的模拟装置，以用于模拟并记录溃口形成和扩展的整个过程。
本实用新型的技术方案是：一种研究尾矿坝溃口形成和扩展过程的模拟装置，包括模拟库区系统、循环给水系统和高速摄像机15，模拟库区系统放置在循环给水系统上方，高速摄像机位置根据试验需求灵活布置；
所述模拟库区系统包括模型箱1、模拟坝体2、标尺3、闸板5、回水管6；其中模型箱1为有机玻璃制成的规格为3500mm*800mm*750mm的顶端敞口容器，模拟坝体2置于模型箱1内，标尺3对称贴置在模型箱1的下游部位两侧，其中标尺3沿着水流方向的间距为400mm，闸板5放置在模拟坝体2和给水管13之间，回水管6一端连接模型箱1的尾部，回水管6另一端与沉淀池8相连；
所述循环给水系统包括循环水箱7、沉淀池8、滤网9、清水池10、潜水泵11、流量表12和给水管13；其中滤网9放置在循环水箱7中将循环水箱7分成沉淀池8、清水池10，潜水泵11放置于清水池10内，给水管13上有流量表12，给水管13一端与潜水泵11相连，给水管13另一端与模型箱1相连。
还包括流速计4、给水制动阀14，且闸板5根据不同的研究内容可以替换为消能网；其中流速计4布置于溃口处，给水制动阀14设置在给水管13上。
所述滤网9为土工布材料制作而成。
所述消能网为土工布材料制作而成。
高速摄像机15放置于模拟坝体2的下游部位。
对于下游冲击滩的滩长、沿程厚度变化规律可以通过模型箱1箱体的水平向刻度和贴置于模型箱两侧的对称标尺3准确获得。
模拟坝体2采用现场排放的尾矿砂为材料依据实验需求堆筑不同规格。
本实用新型的工作原理是：
实验前，通过研究内容堆筑不同物理规格的模拟坝体2。
当选用闸板5实验时，观察闸板5与给水管13的给水情况，当闸板一侧注满水之前，开启高速摄像机15，将镜头调制到模拟坝体范围内；快速抽离闸板5模拟坝体瞬间全溃；待坝体完全冲溃稳定后，通过模型箱1箱体的水平向刻度、标尺3、流量表12获取下游冲击滩的滩长、沿程厚度及流速计的流速数据，并通过高速摄像机15的慢放镜头研究瞬间全溃的溃口形成和扩展过程。
当选用消能网5实验时，待库区内水流漫顶之前开启高速摄像机15，待溃口逐渐形成，达到安放流速计4的条件时，在过水断面中间安置流速计4；控制给水制动阀14来调剂流量，以便得到实验所需的过水断面水流流速，通过模型箱1箱体的水平向刻度、标尺3、流量表12获取下游冲击滩的滩长、沿程厚度及流速计的流速数据，待溃口稳定后，观察记录溃口形状并量测其大小，通过高速摄像机15记录的影像资料观察溃口从形成直至最终状态的扩展情况；变换不同的过水断面流速重复进行实验的整个过程，可以获得尾矿坝逐渐溃的溃口形成和扩展规律。
本实用新型的有益效果是：
1）堆筑坝体模型的时候手工控制内外坡比和筑坝干密度，达到灵活控制筑坝参数的效果；
2）能够清晰记录溃口的形成和扩展过程；
3）能够实现流速的快速变化，观察溃口形态；
4）实验设备简易、环保、可控性高、效果显著。
附图说明
图1是本实用新型的整结构示意图；
图2是本实用新型模拟库区系统示意图；
图3是本实用新型循环给水系统示意图；
图4是本实用新型高速摄像机示意图；
图中各标号：1-模型箱；2-模拟坝体；3-标尺；4-流速计；5-消能网或闸板；6-回水管；7-循环水箱；8-沉淀池；9-滤网；10-清水池；11-潜水泵；12-流量表；13-给水管；14-给水制动阀；15-高速摄像机。
具体实施方式
实施例1：如图1-4所示，一种研究尾矿坝溃口形成和扩展过程的模拟装置，包括模拟库区系统、循环给水系统和高速摄像机15，模拟库区系统放置在循环给水系统上方，高速摄像机15放置于模拟坝体2的下游部位；
所述模拟库区系统包括模型箱1、模拟坝体2、标尺3、闸板5、回水管6；其中模型箱1为有机玻璃制成的顶端敞口容器，模拟坝体2置于模型箱1内，标尺3对称贴置在模型箱1的下游部位两侧，闸板5放置在模拟坝体2和给水管13之间，回水管6一端连接模型箱1的尾部，回水管6另一端与沉淀池8相连；
所述循环给水系统包括循环水箱7、沉淀池8、滤网9、清水池10、潜水泵11、流量表12和给水管13；其中滤网9放置在循环水箱7中将循环水箱7分成沉淀池8、清水池10，潜水泵11放置于清水池10内，给水管13上有流量表12，给水管13一端与潜水泵11相连，给水管13另一端与模型箱1相连。
所述滤网9为土工布材料制作而成。
实施例2：如图1-4所示，一种研究尾矿坝溃口形成和扩展过程的模拟装置，包括模拟库区系统、循环给水系统和高速摄像机15，模拟库区系统放置在循环给水系统上方，高速摄像机15放置于模拟坝体2的下游部位；
所述模拟库区系统包括模型箱1、模拟坝体2、标尺3、闸板5、回水管6；其中模型箱1为有机玻璃制成的顶端敞口容器，模拟坝体2置于模型箱1内，标尺3对称贴置在模型箱1的下游部位两侧，闸板5放置在模拟坝体2和给水管13之间，回水管6一端连接模型箱1的尾部，回水管6另一端与沉淀池8相连；
所述循环给水系统包括循环水箱7、沉淀池8、滤网9、清水池10、潜水泵11、流量表12和给水管13；其中滤网9放置在循环水箱7中将循环水箱7分成沉淀池8、清水池10，潜水泵11放置于清水池10内，给水管13上有流量表12，给水管13一端与潜水泵11相连，给水管13另一端与模型箱1相连。
还包括流速计4、给水制动阀14，且闸板5替换为消能网；其中流速计4布置于溃口处，给水制动阀14设置在给水管13上。
所述滤网9为土工布材料制作而成。
所述消能网为土工布材料制作而成。
实施例3：如图1-4所示，一种研究尾矿坝溃口形成和扩展过程的模拟装置，包括模拟库区系统、循环给水系统和高速摄像机15，模拟库区系统放置在循环给水系统上方，高速摄像机15放置于模拟坝体2的下游部位；
所述模拟库区系统包括模型箱1、模拟坝体2、标尺3、闸板5、回水管6；其中模型箱1为有机玻璃制成的顶端敞口容器，模拟坝体2置于模型箱1内，标尺3对称贴置在模型箱1的下游部位两侧，闸板5放置在模拟坝体2和给水管13之间，回水管6一端连接模型箱1的尾部，回水管6另一端与沉淀池8相连；
所述循环给水系统包括循环水箱7、沉淀池8、滤网9、清水池10、潜水泵11、流量表12和给水管13；其中滤网9放置在循环水箱7中将循环水箱7分成沉淀池8、清水池10，潜水泵11放置于清水池10内，给水管13上有流量表12，给水管13一端与潜水泵11相连，给水管13另一端与模型箱1相连。
实施例4：如图1-4所示，一种研究尾矿坝溃口形成和扩展过程的模拟装置，包括模拟库区系统、循环给水系统和高速摄像机15，模拟库区系统放置在循环给水系统上方，高速摄像机15放置于模拟坝体2的下游部位；
所述模拟库区系统包括模型箱1、模拟坝体2、标尺3、闸板5、回水管6；其中模型箱1为有机玻璃制成的顶端敞口容器，模拟坝体2置于模型箱1内，标尺3对称贴置在模型箱1的下游部位两侧，闸板5放置在模拟坝体2和给水管13之间，回水管6一端连接模型箱1的尾部，回水管6另一端与沉淀池8相连；
所述循环给水系统包括循环水箱7、沉淀池8、滤网9、清水池10、潜水泵11、流量表12和给水管13；其中滤网9放置在循环水箱7中将循环水箱7分成沉淀池8、清水池10，潜水泵11放置于清水池10内，给水管13上有流量表12，给水管13一端与潜水泵11相连，给水管13另一端与模型箱1相连。
还包括流速计4、给水制动阀14，且闸板5替换为消能网；其中流速计4布置于溃口处，给水制动阀14设置在给水管13上。
上面结合附图对本实用新型的具体实施方式作了详细说明，但是本实用新型并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化。
Claims (4)
1.一种研究尾矿坝溃口形成和扩展过程的模拟装置，其特征在于：包括模拟库区系统、循环给水系统和高速摄像机（15），模拟库区系统放置在循环给水系统上方，高速摄像机（15）放置于模拟坝体（2）的下游部位；
所述模拟库区系统包括模型箱（1）、模拟坝体（2）、标尺（3）、闸板（5）、回水管（6）；其中模型箱（1）为有机玻璃制成的顶端敞口容器，模拟坝体（2）置于模型箱（1）内，标尺（3）对称贴置在模型箱（1）的下游部位两侧，闸板（5）放置在模拟坝体（2）和给水管（13）之间，回水管（6）一端连接模型箱（1）的尾部，回水管（6）另一端与沉淀池（8）相连；
所述循环给水系统包括循环水箱（7）、沉淀池（8）、滤网（9）、清水池（10）、潜水泵（11）、流量表（12）和给水管（13）；其中滤网（9）放置在循环水箱（7）中将循环水箱（7）分成沉淀池（8）、清水池（10），潜水泵（11）放置于清水池（10）内，给水管（13）上有流量表（12），给水管（13）一端与潜水泵（11）相连，给水管（13）另一端与模型箱（1）相连。
2.根据权利要求1所述的研究尾矿坝溃口形成和扩展过程的模拟装置，其特征在于：还包括流速计（4）、给水制动阀（14），且闸板（5）替换为消能网；其中流速计（4）布置于溃口处，给水制动阀（14）设置在给水管（13）上。
3.根据权利要求1所述的研究尾矿坝溃口形成和扩展过程的模拟装置，其特征在于：所述滤网（9）为土工布材料制作而成。
4.根据权利要求2所述的研究尾矿坝溃口形成和扩展过程的模拟装置，其特征在于：所述消能网为土工布材料制作而成。
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Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107090801A (zh) * | 2017-06-09 | 2017-08-25 | 中国水利水电科学研究院 | 坝体加强筋及其用途和溃坝试验坝体模型及成型方法 |
| CN108535450A (zh) * | 2018-04-16 | 2018-09-14 | 河南中亚交建集团有限公司 | 一种洪水漫堤对防护堤侵蚀破坏的室内模拟试验装置及方法 |
| CN109403265A (zh) * | 2018-10-16 | 2019-03-01 | 中国水利水电科学研究院 | 模拟漫顶溃决的试验装置及试验方法 |
| CN110470455A (zh) * | 2019-08-31 | 2019-11-19 | 华北水利水电大学 | 多点溃坝洪水的物理模拟系统及三维流场监测实验方法 |
| CN110716028A (zh) * | 2019-10-25 | 2020-01-21 | 清华大学 | 一种堰塞坝离心模型试验模拟方法与系统 |
| CN112064572A (zh) * | 2020-09-10 | 2020-12-11 | 天津大学 | 一种模拟冰凌作用下堤防溃决过程的装置及试验方法 |
| CN112227295A (zh) * | 2020-10-27 | 2021-01-15 | 长春工程学院 | 一种简便的尾矿库溃坝模拟装置 |
| CN112945595A (zh) * | 2021-01-26 | 2021-06-11 | 西安理工大学 | 一种淤地坝溃决过程的试验设备及试验方法 |
| CN114613239A (zh) * | 2022-03-14 | 2022-06-10 | 南昌大学 | 一种土石坝内部侵蚀机制模拟的物理实验装置 |
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Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107090801A (zh) * | 2017-06-09 | 2017-08-25 | 中国水利水电科学研究院 | 坝体加强筋及其用途和溃坝试验坝体模型及成型方法 |
| CN108535450A (zh) * | 2018-04-16 | 2018-09-14 | 河南中亚交建集团有限公司 | 一种洪水漫堤对防护堤侵蚀破坏的室内模拟试验装置及方法 |
| CN108535450B (zh) * | 2018-04-16 | 2019-07-23 | 河南中亚交建集团有限公司 | 一种洪水漫堤对防护堤侵蚀破坏的室内模拟试验装置及方法 |
| CN109403265A (zh) * | 2018-10-16 | 2019-03-01 | 中国水利水电科学研究院 | 模拟漫顶溃决的试验装置及试验方法 |
| CN110470455B (zh) * | 2019-08-31 | 2021-02-05 | 华北水利水电大学 | 多点溃坝洪水的物理模拟系统及三维流场监测实验方法 |
| CN110470455A (zh) * | 2019-08-31 | 2019-11-19 | 华北水利水电大学 | 多点溃坝洪水的物理模拟系统及三维流场监测实验方法 |
| CN110716028B (zh) * | 2019-10-25 | 2021-04-27 | 清华大学 | 一种堰塞坝离心模型试验模拟方法与系统 |
| CN110716028A (zh) * | 2019-10-25 | 2020-01-21 | 清华大学 | 一种堰塞坝离心模型试验模拟方法与系统 |
| CN112064572A (zh) * | 2020-09-10 | 2020-12-11 | 天津大学 | 一种模拟冰凌作用下堤防溃决过程的装置及试验方法 |
| CN112064572B (zh) * | 2020-09-10 | 2021-09-28 | 天津大学 | 一种模拟冰凌作用下堤防溃决过程的装置及试验方法 |
| CN112227295A (zh) * | 2020-10-27 | 2021-01-15 | 长春工程学院 | 一种简便的尾矿库溃坝模拟装置 |
| CN112227295B (zh) * | 2020-10-27 | 2022-04-26 | 长春工程学院 | 一种简便的尾矿库溃坝模拟装置 |
| CN112945595A (zh) * | 2021-01-26 | 2021-06-11 | 西安理工大学 | 一种淤地坝溃决过程的试验设备及试验方法 |
| CN114613239A (zh) * | 2022-03-14 | 2022-06-10 | 南昌大学 | 一种土石坝内部侵蚀机制模拟的物理实验装置 |
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Granted publication date: 20170412 Termination date: 20180906 |