尾礦庫(kù)模型試驗(yàn)?zāi)M系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種尾礦庫(kù)模型試驗(yàn)?zāi)M系統(tǒng)，包括供水系統(tǒng)、地形模擬系統(tǒng)、測(cè)量系統(tǒng)以及水砂回收系統(tǒng)，所述供水系統(tǒng)通過(guò)輸水管道連通地形模擬系統(tǒng)的上游，地形模擬系統(tǒng)的下游通過(guò)砂漿通道連通水砂回收系統(tǒng)，水砂回收系統(tǒng)設(shè)置有濾砂裝置和回水口；所述測(cè)量系統(tǒng)用于對(duì)地形模擬系統(tǒng)中潰壩泥石流的參數(shù)進(jìn)行測(cè)量；所述地形模擬系統(tǒng)包括地形模擬支架，地形模擬支架的頂端自下而上依次安裝有筋網(wǎng)層、毛氈層以及防水層；地形模擬支架包括若干可調(diào)支座，相鄰可調(diào)支座的下部之間通過(guò)橫梁連接，所述筋網(wǎng)安裝在所有可調(diào)支座的頂端。本發(fā)明解決了試驗(yàn)中存在的地形制作過(guò)程復(fù)雜、水砂難以回收的問(wèn)題，提高了模型試驗(yàn)效率，并能夠使試驗(yàn)系統(tǒng)重復(fù)利用。
【專利說(shuō)明】尾礦庫(kù)模型試驗(yàn)?zāi)M系統(tǒng)【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及尾礦庫(kù)模型試驗(yàn)【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是一種用于模擬尾礦庫(kù)潰壩過(guò)程的試驗(yàn)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]尾礦庫(kù)是一種特殊的工業(yè)建筑物，是礦山三大基礎(chǔ)性工程之一。尾礦庫(kù)是指筑壩攔截谷口或者圍地構(gòu)成的用于堆存金屬或非金屬礦石選別后排出尾礦或者其他工業(yè)廢渣的場(chǎng)所，尾礦庫(kù)是一個(gè)具有高勢(shì)能的人造泥石流危險(xiǎn)源，存在潰壩危險(xiǎn)，尾礦庫(kù)潰壩后庫(kù)內(nèi)的尾礦砂會(huì)形成大規(guī)模的泥石流向下游運(yùn)動(dòng)，對(duì)下游居民和環(huán)境帶來(lái)毀滅性的災(zāi)難。隨著我國(guó)礦業(yè)的迅速發(fā)展，尾礦庫(kù)數(shù)量和規(guī)模的不斷加大，其事故發(fā)生后對(duì)下游及周邊所造成的危害也隨之增大，安全問(wèn)題亟待研究。通過(guò)模型試驗(yàn)來(lái)尾礦庫(kù)潰壩過(guò)程和泥石流的演進(jìn)過(guò)程是最有效、最可靠的手段。[0003]尾礦庫(kù)潰壩研究的目的即是為了通過(guò)對(duì)潰壩流態(tài)演進(jìn)過(guò)程的分析計(jì)算，預(yù)測(cè)尾礦庫(kù)泄砂總量、潰壩最大砂流量、潰壩流量過(guò)程線等潰壩重要參數(shù)，全面分析潰壩災(zāi)害的影響范圍和程度，為下游防災(zāi)減災(zāi)工程等一系列安全問(wèn)題提供可靠的理論基礎(chǔ)。尾礦庫(kù)潰壩泥石流是由尾礦砂和水的混合而成，水砂摻混演進(jìn)，其運(yùn)動(dòng)機(jī)理復(fù)雜，較水利工程模型試驗(yàn)而言，尾礦庫(kù)潰壩泥石流試驗(yàn)在系統(tǒng)設(shè)計(jì)上難度較大。前人對(duì)于尾礦庫(kù)潰壩試驗(yàn)的研究鮮有報(bào)道，僅有的試驗(yàn)研究均采用傳統(tǒng)的試驗(yàn)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)。
[0004]傳統(tǒng)的模擬尾礦庫(kù)的試驗(yàn)系統(tǒng)包括供水系統(tǒng)、地形模擬系統(tǒng)、測(cè)量系統(tǒng)以及回收系統(tǒng)，在進(jìn)行潰壩模型試驗(yàn)時(shí)，首先需要根據(jù)山區(qū)地形圖將所模擬的尾礦庫(kù)地形建立在試驗(yàn)室中；其次根據(jù)模型相似比例將尾礦砂鋪設(shè)在建好的地形上，建造出模型尾礦庫(kù)；然后在建立供水系統(tǒng)和泥沙回收系統(tǒng)；最后完成進(jìn)行尾礦庫(kù)潰壩的模擬試驗(yàn)。在試驗(yàn)系統(tǒng)建設(shè)的過(guò)程中，難度最大的為地形模擬系統(tǒng)和回收系統(tǒng)的建設(shè)。
[0005]目前在對(duì)地形進(jìn)行模擬時(shí)，均是根據(jù)地形采用填充固體材料的方式實(shí)現(xiàn)對(duì)地形的模擬，不僅工作繁雜冗重、耗時(shí)耗力，而且精度難以控制，很難滿足試驗(yàn)測(cè)量的要求。另外，尾礦庫(kù)大多處于山區(qū)，地形起伏跌宕，高差較大，使用填充固體材料來(lái)模擬地形會(huì)消耗大量的材料，而且這些填充材料不能重復(fù)利用，對(duì)資源造成了巨大的浪費(fèi)。而對(duì)于泥石流回收系統(tǒng)，一般均是在試驗(yàn)完成后才進(jìn)行泥沙的回收工作，占地面積及回收難度都非常大。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0006]本發(fā)明需要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種尾礦庫(kù)模型試驗(yàn)?zāi)M系統(tǒng)，以解決傳統(tǒng)試驗(yàn)系統(tǒng)存在的地形制作過(guò)程復(fù)雜、水砂難以回收的問(wèn)題。
[0007]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:
尾礦庫(kù)模型試驗(yàn)?zāi)M系統(tǒng)，包括供水系統(tǒng)、地形模擬系統(tǒng)、測(cè)量系統(tǒng)以及水砂回收系統(tǒng)，所述供水系統(tǒng)通過(guò)輸水管道連通地形模擬系統(tǒng)的上游，地形模擬系統(tǒng)的下游通過(guò)砂漿通道連通水砂回收系統(tǒng)，水砂回收系統(tǒng)設(shè)置有濾砂裝置和通過(guò)回水管道與供水系統(tǒng)連通的回水口 ；所述測(cè)量系統(tǒng)用于對(duì)地形模擬系統(tǒng)中潰壩泥石流的參數(shù)進(jìn)行測(cè)量；所述地形模擬系統(tǒng)包括地形模擬支架，地形模擬支架的頂端自下而上依次安裝有筋網(wǎng)層、毛氈層以及防水層；所述地形模擬支架包括安裝在模擬區(qū)域的若干可調(diào)支座，相鄰可調(diào)支座的下部之間通過(guò)橫梁連接，所述筋網(wǎng)安裝在所有可調(diào)支座的頂端。
[0008]本發(fā)明所述可調(diào)支座的具體結(jié)構(gòu)為:所述可調(diào)支座包括帶底盤(pán)的伸縮套筒，伸縮套筒的頂端通過(guò)支撐立柱連接有可調(diào)頂座；所述可調(diào)頂座包括平板型頂座和垂直可調(diào)頂座底端面設(shè)置的連接板；所述支撐立柱的頂端開(kāi)設(shè)有插放連接板并橫向貫穿支撐立柱頂端的凹槽，所述連接板通過(guò)相配裝的定位螺栓和螺母定位在凹槽中；所述橫梁連接在相鄰可調(diào)支座的伸縮套筒之間，筋網(wǎng)安裝在所有可調(diào)支座的平板型頂座上端面。
[0009]本發(fā)明所述可調(diào)支座的改進(jìn)在于:所述可調(diào)支座支撐立柱凹槽兩側(cè)的支臂上順應(yīng)凹槽方向?qū)ΨQ設(shè)置有用于頂緊定位螺栓的加固螺栓。
[0010]本發(fā)明所述可調(diào)支座的改進(jìn)在于:所述可調(diào)支座支撐立柱的底端與伸縮套筒的頂端螺紋連接。
[0011]本發(fā)明所述可調(diào)支座的進(jìn)一步改進(jìn)在于:所述可調(diào)支座的伸縮套筒包括至少兩節(jié)相互套接的套筒，位于下方的套筒外壁上設(shè)置有用于定位上方套筒的頂絲。
[0012]本發(fā)明所述可調(diào)支座的改進(jìn)還在于:所述可調(diào)頂座的平板型頂座為圓形平板結(jié)構(gòu)，圓形平板頂座的周邊勻布有若干用于固定筋網(wǎng)的通孔。
[0013]本發(fā)明所述供水系統(tǒng)的具體結(jié)構(gòu)為:所述供水系統(tǒng)包括通過(guò)供水管道與水源連通的水箱，水箱的底部設(shè)置有進(jìn)水口和返水口，水箱內(nèi)通過(guò)設(shè)置在進(jìn)水口和返水口之間的溢流板將水箱分隔為供水區(qū)和返水區(qū)，所述溢流板的高度低于水箱的高度；水箱底部的側(cè)壁上設(shè)置有與輸水管道連通的出水口。
[0014]本發(fā)明所述供水系統(tǒng)的改進(jìn)在于:所述水箱底部靠近進(jìn)水口處設(shè)置有穩(wěn)水柵。
[0015]本發(fā)明所述水砂回收系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)為:所述水砂回收系統(tǒng)包括收集箱，收集箱遠(yuǎn)離砂漿通道的側(cè)壁底部設(shè)置有與回水管道連通的回水口，收集箱內(nèi)自砂漿通道至回水口之間的內(nèi)腔中依次通過(guò)垂直收集箱底面設(shè)置的擋砂板和過(guò)濾網(wǎng)將收集箱內(nèi)腔分隔為粗砂沉淀區(qū)、細(xì)砂沉淀區(qū)和集水區(qū)；所述濾砂裝置設(shè)置有兩個(gè)，分別設(shè)置在粗砂沉淀區(qū)和細(xì)砂沉淀區(qū)的側(cè)壁上。
[0016]由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明取得的技術(shù)進(jìn)步是:
本發(fā)明提出了一種完整的尾礦庫(kù)模型試驗(yàn)?zāi)M系統(tǒng)，重點(diǎn)解決了試驗(yàn)中存在的地形制作過(guò)程復(fù)雜、水砂難以回收的問(wèn)題，提高了模型試驗(yàn)效率，并能夠使試驗(yàn)系統(tǒng)重復(fù)利用。
[0017]本發(fā)明的地形模擬系統(tǒng)通過(guò)拼裝式安裝方法進(jìn)行組建，能夠重復(fù)利用。地形模擬系統(tǒng)中的地形模擬支架也通過(guò)可調(diào)支座搭建，再在可調(diào)支座上安裝支撐上部物體的筋網(wǎng)、毛氈層及防止漏水的防水層，提高了建模速度，使尾礦庫(kù)模型試驗(yàn)實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化生產(chǎn)，使專業(yè)化的模型地形制作轉(zhuǎn)變?yōu)槿菀撞僮鞯拇蟊娔Ｊ?。另外，本發(fā)明在模擬地形時(shí)通過(guò)調(diào)節(jié)可調(diào)支座的排列度、高低及方向即可模擬出地形的谷峰、坡度及地形走向，再在防水層上進(jìn)行試驗(yàn)即可，非常方便。試驗(yàn)完成后依次拆除即可，不僅不存在固體廢棄物，而且還可重復(fù)利用，實(shí)現(xiàn)了資源利用最大化和污染零排放。
[0018]本發(fā)明中采用的可調(diào)支座靈活性和機(jī)動(dòng)性高，可以適應(yīng)任何地形條件，通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)可調(diào)頂座的方向即可模擬任意地形的走向和傾斜坡度，方法簡(jiǎn)便靈活；與可調(diào)頂座配套的伸縮套筒可精確地模擬地形高程，減小了傳統(tǒng)方法中人工水泥抹面的人為誤差，并且能夠通過(guò)調(diào)節(jié)伸縮套筒達(dá)到模擬地形高度變化的目的。在支撐立柱凹槽兩側(cè)的支臂上設(shè)置的加固螺栓用于頂緊定位螺栓，保證可調(diào)頂座的穩(wěn)定性。支撐立柱與伸縮套筒采用螺紋連接方式，使得可調(diào)頂座能夠在水平上360度旋轉(zhuǎn)。平板型頂座設(shè)置為圓形平板狀結(jié)構(gòu)并結(jié)合周邊設(shè)置的通孔，方便在使用過(guò)程中與筋網(wǎng)之間連接固定。
[0019]本發(fā)明供水系統(tǒng)中，水箱進(jìn)水口處設(shè)置的穩(wěn)水柵，起到平穩(wěn)水流的作用；溢流板的設(shè)置，能夠保證水箱供水區(qū)水量及水位的穩(wěn)定，從而使得輸送至地形模擬系統(tǒng)中的水流保持穩(wěn)定的流量。
[0020]本發(fā)明設(shè)置的水砂回收系統(tǒng)，可在試驗(yàn)過(guò)程中邊試驗(yàn)邊進(jìn)行清水和泥砂的回收，節(jié)約了試驗(yàn)時(shí)間。擋砂板和過(guò)濾網(wǎng)的設(shè)置，可使得砂漿中的粗砂和細(xì)砂得到分離，方便后續(xù)試驗(yàn)使用。
【專利附圖】
【附圖說(shuō)明】
[0021]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)框圖；
圖2為本發(fā)明所述供水系統(tǒng)的主視示意圖；
圖3為本發(fā)明所述水砂回收系統(tǒng)的主視示意圖 圖4為本發(fā)明所述地形模擬支架的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖5為本發(fā)明所述可調(diào)支座的結(jié)構(gòu)示意圖；
其中:1.供水系統(tǒng)，11.水箱，12.進(jìn)水口，13.返水口，14.溢流板，15.出水口，16.穩(wěn)水柵，2.地形模擬系統(tǒng)，3.測(cè)量系統(tǒng)，4.水砂回收系統(tǒng)，41.收集箱，42.回水口，43.擋砂板，44.過(guò)濾網(wǎng)，5.可調(diào)支座，51.底盤(pán)，52.伸縮套筒，53.支撐立柱，531.支臂，54.可調(diào)頂
座，541.連接板，542.通孔，543.平板型頂座，55.定位螺栓，56.加固螺栓，57.頂絲，6.橫
M
ο
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明:
一種尾礦庫(kù)模型試驗(yàn)?zāi)M系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)如圖1所示，包括供水系統(tǒng)1、地形模擬系統(tǒng)2、測(cè)量系統(tǒng)3以及水砂回收系統(tǒng)4，所述供水系統(tǒng)I通過(guò)輸水管道連通地形模擬系統(tǒng)2的上游，地形模擬系統(tǒng)2的下游通過(guò)砂漿通道連通水砂回收系統(tǒng)4，水砂回收系統(tǒng)4設(shè)置有濾砂裝置和回水口 42，回水口 42通過(guò)回水管道與供水系統(tǒng)I連通；所述測(cè)量系統(tǒng)3用于對(duì)地形模擬系統(tǒng)中潰壩泥石流的參數(shù)進(jìn)行測(cè)量。
[0023]本發(fā)明中所述地形模擬系統(tǒng)，包括地形模擬支架，地形模擬支架的頂端自下而上依次安裝有筋網(wǎng)層、毛氈層以 及防水層；地形模擬支架的結(jié)構(gòu)如圖4所示，包括安裝在模擬區(qū)域的若干可調(diào)支座5，相鄰可調(diào)支座的下部之間通過(guò)橫梁6連接，筋網(wǎng)安裝在所有可調(diào)支座的頂端。
[0024]本發(fā)明中可調(diào)支座的結(jié)構(gòu)如圖5所示。包括底盤(pán)51、伸縮套筒52、支撐立柱53和可調(diào)頂座54 ;底盤(pán)51焊接在伸縮套筒的底端，并與伸縮套筒垂直設(shè)置；支撐立柱53螺紋連接在伸縮套筒52的頂端，可調(diào)頂座54安裝在支撐立柱53上。
[0025]可調(diào)頂座54包括平板型頂座543和連接板541，連接板541垂直設(shè)置在可調(diào)頂座的底端面上。本發(fā)明中的平板型頂座543為圓形平板結(jié)構(gòu)，圓形平板頂座的周邊勻布有若干通孔542，用于固定筋網(wǎng)。當(dāng)然，平板型頂座的形狀還可以是方形等其他形狀的平板型結(jié)構(gòu)。
[0026]支撐立柱53的頂端開(kāi)設(shè)有凹槽，凹槽橫向貫穿支撐立柱的頂端設(shè)置，用于插放連接板541。連接板541通過(guò)相配裝的定位螺栓55和螺母定位在凹槽中，連接板的底部設(shè)置有配裝定位螺栓的過(guò)孔，連接板與定位螺栓之間采用過(guò)盈配合方式安裝，以保證連接板和定位螺栓之間不會(huì)產(chǎn)生相對(duì)位移。定位螺栓55垂直凹槽方向穿接在凹槽兩側(cè)的支臂中，伸出支臂的另一端配裝防滑扣螺母。支撐立柱的支臂531上順應(yīng)凹槽方向還對(duì)稱設(shè)置有加固螺栓56，用于頂緊定位螺栓，防止與定位螺栓配裝的可調(diào)頂座在受力時(shí)定位螺栓受力轉(zhuǎn)動(dòng)，影響地形坡度的模擬。
[0027]本實(shí)施例中的伸縮套筒包括兩節(jié)相互套接的套筒，位于下方的套筒外壁上設(shè)置有頂絲57，用于定位上方套筒。當(dāng)然也可以是多節(jié)套筒相互套接。
[0028]本發(fā)明所述供水系統(tǒng)I的結(jié)構(gòu)如圖2所示，包括水箱11，水箱的底部設(shè)置有進(jìn)水口 12和13，水箱底部的側(cè)壁上設(shè)置有出水口 15。進(jìn)水口 12通過(guò)供水管道與水源連通，用于向水箱內(nèi)輸送試驗(yàn)用水；進(jìn)水口處還設(shè)置有穩(wěn)水柵16，用于起到穩(wěn)定水流的作用；返水口通過(guò)返水管道與水源連通，用于將水箱中溢出的水流輸送回水源，避免水資源的浪費(fèi)；出水口 15與輸水管道連通，用于向下游的地形模擬系統(tǒng)供水。
[0029]水箱內(nèi)設(shè)置有溢流板14,溢流板垂直于水箱底部設(shè)置在進(jìn)水口和返水口之間，溢流板14將水箱分隔為供水區(qū)和返水區(qū)，溢流板的高度低于水箱的高度，用于將保持水箱內(nèi)水位的穩(wěn)定，進(jìn)一步保證供水流量的穩(wěn)定性。
[0030]本發(fā)明所述水砂回收系統(tǒng)4的結(jié)構(gòu)如圖3所示，包括收集箱41，收集箱的進(jìn)口與砂漿通道連通，收集箱用于將砂漿通道輸送來(lái)的水砂混合體進(jìn)行分離，以得到粗砂、細(xì)砂和清水。收集箱41上設(shè)置有回水口 42，回水口 42設(shè)置在遠(yuǎn)離砂漿通道的側(cè)壁底部，回水口與回水管道連通，用于將分離出來(lái)的清水輸送回水源，繼續(xù)利用。
[0031]收集箱內(nèi)自砂漿通道至回水口之間的內(nèi)腔中依次在三分之一處設(shè)置有擋砂板43和過(guò)濾網(wǎng)44，擋砂板43和過(guò)濾網(wǎng)44均垂直收集箱底面設(shè)置。擋砂板43和過(guò)濾網(wǎng)44將收集箱內(nèi)腔分隔為粗砂沉淀區(qū)、細(xì)砂沉淀區(qū)和集水區(qū)。收集箱設(shè)置一個(gè)回水口 42用于回水。
[0032]本發(fā)明用于模擬尾礦庫(kù)潰壩試驗(yàn)時(shí)，試驗(yàn)過(guò)程如下:
第一步，制作地形模擬系統(tǒng)
1、制作地形
首先在試驗(yàn)室將模型區(qū)域依據(jù)實(shí)際地形高度和走勢(shì)，將模型區(qū)域劃分為若干橫豎垂直的正交網(wǎng)格，并在地面進(jìn)行網(wǎng)格布線。地形平緩的地方網(wǎng)格稀疏，地形陡峭的地方網(wǎng)格加
LU O
[0033]其次，在地形圖上找出每個(gè)網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)的高程值，并將可調(diào)支座安裝在網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)處，依據(jù)各節(jié)點(diǎn)處的高度調(diào)節(jié)伸縮套筒的長(zhǎng)度至相應(yīng)的地形高程；再在地形圖上測(cè)量出每個(gè)網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)的地形走向，依據(jù)地形走向調(diào)節(jié)可調(diào)頂座的方向，使之與地形相吻合；在確定好高度的相鄰可調(diào)支座之間通過(guò)安裝橫梁將可調(diào)支座連接為一個(gè)整體結(jié)構(gòu)的地形模擬支架。
[0034]在調(diào)節(jié)可調(diào)頂座方向的過(guò)程中，可調(diào)頂座在垂直方向的角度調(diào)節(jié)通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)定位銷(xiāo)軸實(shí)現(xiàn)，并用防滑扣螺母將定位銷(xiāo)軸和可調(diào)頂座的連接板固定鎖死在支撐立柱上；可調(diào)頂座在水平方向的角度調(diào)節(jié)通過(guò)伸縮套筒與支撐立柱的螺紋連接位置進(jìn)行調(diào)節(jié)。
[0035]最后在穩(wěn)固好的地形模擬支架上自下而上依次鋪設(shè)筋網(wǎng)、毛氈層以及防水層，筋網(wǎng)通過(guò)相配裝的螺栓和螺母安裝在地形模擬支架中可調(diào)支座的可調(diào)頂座上，相配裝的螺栓和螺母串接在通孔中將平板型頂座和筋網(wǎng)連接在一起，即制作完成地形。
[0036]2、制作尾礦庫(kù)
依據(jù)原型尾礦庫(kù)設(shè)計(jì)圖紙，將尾礦庫(kù)初期壩所用碎石屑和堆積壩所用尾礦砂分層填筑在建好的地形之上，直到達(dá)到尾礦庫(kù)設(shè)計(jì)高程，尾礦庫(kù)模型制作完成，同時(shí)地形模擬系統(tǒng)制作完成。在尾礦砂填筑過(guò)程中，每填筑一層，將尾礦砂夯實(shí)到一定的密實(shí)度，逐層上升。
[0037]第二步，制作供水系統(tǒng)
依據(jù)尾礦庫(kù)調(diào)洪演算結(jié)果，在尾礦庫(kù)模型上游建立供水系統(tǒng)。通過(guò)水泵將水由上水管輸送到水箱進(jìn)水口，進(jìn)入水箱的水流在穩(wěn)水柵的作用下變得平緩。水流流入供水區(qū)后，多余的水從溢流板溢出到返水區(qū)，返回水源處。供水區(qū)的水流通過(guò)供水管道輸送到地形模擬系統(tǒng)中的尾礦庫(kù)模型上。
[0038]第三步，制作水砂回收系統(tǒng)
將收集箱布置在地形模擬系統(tǒng)的下游，并通過(guò)砂漿通道將地形模擬系統(tǒng)的砂漿出口與收集箱的進(jìn)口連通；在收集箱內(nèi)安裝擋砂板和過(guò)濾網(wǎng)；最后采用回水管道將收集箱的回水口與供水系統(tǒng)連接起來(lái)，水砂回收系統(tǒng)制作完成。
[0039]第四步，模擬潰壩試驗(yàn)
各系統(tǒng)準(zhǔn)備好之后，進(jìn)行尾礦庫(kù)潰壩模型試驗(yàn)研究，采用測(cè)量系統(tǒng)對(duì)潰壩泥石流各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行測(cè)量。首先通過(guò)供水系統(tǒng)向尾礦庫(kù)模型注水，保持尾礦庫(kù)內(nèi)水位不變，直到尾礦庫(kù)發(fā)生潰壩。從潰壩時(shí)刻起開(kāi)始監(jiān)測(cè)各項(xiàng)泥石流數(shù)據(jù)，例如泥深、流速等。
[0040]試驗(yàn)過(guò)程中，在尾礦庫(kù)發(fā)生潰壩前，流入水砂回收系統(tǒng)中的砂漿大部分為清水，僅含有少量泥砂；在尾礦庫(kù)發(fā)生潰壩后，流入水砂回收系統(tǒng)中的砂漿即為泥石流。泥石流為水砂混合體，粗細(xì)顆粒摻混在水流中向下游運(yùn)動(dòng)，泥石流中較粗的顆粒在水砂回收系統(tǒng)的粗砂沉淀區(qū)進(jìn)行沉淀，細(xì)顆粒隨水流經(jīng)過(guò)擋砂板進(jìn)入到細(xì)砂過(guò)濾區(qū)，經(jīng)過(guò)過(guò)濾網(wǎng)過(guò)濾后細(xì)砂與清水分離，細(xì)砂沉淀在細(xì)砂沉淀區(qū)，清水則在清水區(qū)中通過(guò)回水管道進(jìn)入供水系統(tǒng)中。
【權(quán)利要求】
1.尾礦庫(kù)模型試驗(yàn)?zāi)M系統(tǒng)，包括供水系統(tǒng)(I)、地形模擬系統(tǒng)(2)、測(cè)量系統(tǒng)(3)以及水砂回收系統(tǒng)(4)，所述供水系統(tǒng)(I)通過(guò)輸水管道連通地形模擬系統(tǒng)(2)的上游，地形模擬系統(tǒng)(2)的下游通過(guò)砂漿通道連通水砂回收系統(tǒng)(4)，水砂回收系統(tǒng)(4)設(shè)置有濾砂裝置和通過(guò)回水管道與供水系統(tǒng)(I)連通的回水口(42);所述測(cè)量系統(tǒng)(3)用于對(duì)地形模擬系統(tǒng)中潰壩泥石流的參數(shù)進(jìn)行測(cè)量；其特征在于:所述地形模擬系統(tǒng)(2)包括地形模擬支架，地形模擬支架的頂端自下而上依次安裝有筋網(wǎng)層、毛氈層以及防水層；所述地形模擬支架包括安裝在模擬區(qū)域的若干可調(diào)支座(5)，相鄰可調(diào)支座的下部之間通過(guò)橫梁(6)連接，所述筋網(wǎng)安裝在所有可調(diào)支座(5)的頂端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的尾礦庫(kù)模型試驗(yàn)?zāi)M系統(tǒng)，其特征在于:所述可調(diào)支座包括帶底盤(pán)(51)的伸縮套筒(52)，伸縮套筒(52)的頂端通過(guò)支撐立柱(53)連接有可調(diào)頂座(54);所述可調(diào)頂座(54)包括平板型頂座(543)和垂直可調(diào)頂座底端面設(shè)置的連接板(541);所述支撐立柱(53)的頂端開(kāi)設(shè)有插放連接板(541)并橫向貫穿支撐立柱頂端的凹槽，所述連接板(541)通過(guò)相配裝的定位螺栓(55)和螺母定位在凹槽中；所述橫梁連接在相鄰可調(diào)支座的伸縮套筒之間，筋網(wǎng)安裝在所有可調(diào)支座的平板型頂座(543)上端面。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的尾礦庫(kù)模型試驗(yàn)?zāi)M系統(tǒng)，其特征在于:所述可調(diào)支座支撐立柱凹槽兩側(cè)的支臂(531)上順應(yīng)凹槽方向?qū)ΨQ設(shè)置有用于頂緊定位螺栓的加固螺栓(56)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的尾礦庫(kù)模型試驗(yàn)?zāi)M系統(tǒng)，其特征在于:所述可調(diào)支座支撐立柱的底端與伸縮套筒(52)的頂端螺紋連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的尾礦庫(kù)模型試驗(yàn)?zāi)M系統(tǒng)，其特征在于:所述可調(diào)支座的伸縮套筒包括至少兩節(jié)相互套接的套筒，位于下方的套筒外壁上設(shè)置有用于定位上方套筒的頂絲(57)。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的尾礦庫(kù)模型試驗(yàn)?zāi)M系統(tǒng)，其特征在于:所述可調(diào)頂座的平板型頂座(543)為圓形平板結(jié)構(gòu)，圓形平板頂座的周邊勻布有若干用于固定筋網(wǎng)的通孔(542)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的尾礦庫(kù)模型試驗(yàn)?zāi)M系統(tǒng)，其特征在于:所述供水系統(tǒng)(I)包括通過(guò)供水管道與水源連通的水箱(11 )，水箱的底部設(shè)置有進(jìn)水口( 12)和返水口( 13)，水箱內(nèi)通過(guò)設(shè)置在進(jìn)水口和返水口之間的溢流板(14)將水箱分隔為供水區(qū)和返水區(qū)，所述溢流板的高度低于水箱的高度；水箱底部的側(cè)壁上設(shè)置有與輸水管道連通的出水口(15)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的尾礦庫(kù)模型試驗(yàn)?zāi)M系統(tǒng)，其特征在于:所述水箱底部靠近進(jìn)水口處設(shè)置有穩(wěn)水柵(16 )。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的尾礦庫(kù)模型試驗(yàn)?zāi)M系統(tǒng)，其特征在于:所述水砂回收系統(tǒng)(4)包括收集箱(41)，收集箱(41)遠(yuǎn)離砂漿通道的側(cè)壁底部設(shè)置有與回水管道連通的回水口(42)，收集箱內(nèi)自砂漿通道至回水口之間的內(nèi)腔中依次通過(guò)垂直收集箱底面設(shè)置的擋砂板(43)和過(guò)濾網(wǎng)(44)將收集箱內(nèi)腔分隔為粗砂沉淀區(qū)、細(xì)砂沉淀區(qū)和集水區(qū)。
【文檔編號(hào)】E02B1/02GK103898865SQ201410150848
【公開(kāi)日】2014年7月2日 申請(qǐng)日期:2014年4月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月16日
【發(fā)明者】張力霆, 齊清蘭, 李強(qiáng), 張少雄, 霍倩 申請(qǐng)人:石家莊鐵道大學(xué)