[发明专利]坡度可调式尾矿库模拟试验装置

说明书

技术领域

本发明属于尾矿库模拟试验设备，具体地说，是一种用于模拟测试尾矿库溃决的坡度可调式尾矿库模拟试验装置。

背景技术

尾矿库是一种特殊的工业建筑物，也是一座人工建造的具有高势能泥石流的巨大危险源，因其存在溃坝的危险，所以它是矿山安全的头等问题。到目前为止，世界上正在使用的各类尾矿库有20多万座，且部分存在较大的安全隐患。由于矿山企业一味追求经济利益，置尾矿坝安全于不顾，导致各地发生了许多灾难性的溃坝事故。然而，通过对国内外资料的搜集与研读，发现对尾矿坝的研究多集中在环境污染、稳定性分析等方面，而对尾矿坝溃坝灾害的研究基本为一个空白。尾矿坝一旦溃坝，将对下游造成的巨大灾害，因此，尾矿坝溃坝泥浆的流态演进过程以及泥浆运动过程中的应力场和流场分布规律的测算和分析是尾矿坝溃坝流体力学发展之关键技术。

尾矿坝溃坝研究目的就是为了通过对溃坝流态演进过程的分析计算，预测尾矿库泄砂总量、坝址最大砂流量、坝址流量过程线、重要建筑物处的受力过程等溃坝重要参数，全面分析溃坝灾害的影响范围和程度，为下游防灾减灾工程等一系列安全问题提供可靠、坚实的理论基础。指导并提出下游救援应急预案，指出下游人员的撤离高程，并指导其撤离危险区域。

在尾矿坝溃坝风险评估方面，可根据溃坝计算结果，评估下游地区的灾害情况；在尾矿坝设计方面，通过对尾矿坝溃坝流体力学的深入研究，溃坝计算成果可为设计单位对尾矿坝的现场设计与施工提供参考资料，设计单位可根据溃坝计算数据决定是否在坝体下游建立拦挡坝、导流槽，以减缓矿浆对下游重要建筑物的冲击力度，达到防灾减灾的作用。

现有技术的缺点是：还没有一种装置只能对单一尾矿库的高度、容量和流量进行模拟试验，不具备兼容性，无法模拟不同坡度和容量的尾矿库，更无法对下游沟谷不同的走向和坡度进行模拟试验。

发明内容

本发明的目的是提供一种兼容性强的坡度可调式尾矿库模拟试验装置，能对不同坝高、坡度、容量的尾矿库进行模拟，还能对不同走向和坡度的下游沟谷进行模拟。

为达到上述目的，本发明提供了一种坡度可调式尾矿库模拟试验装置，设置有模拟库区，该模拟库区的库坝连接有模拟沟谷，其关键在于：位于库尾处的模拟库区底部安装有顶升推杆，该顶升推杆安装在液压缸上，位于库坝处的模拟库区底部安装有库坝转轴，模拟库区经库坝转轴铰接在库区基座(5)上；

通过顶升推杆控制库尾和库坝的相对高度，就能调节尾矿坝内模拟库区的坡度、高度和容量，实现对不同库区沟谷坡度尾矿坝的模拟。

所述模拟沟谷由至少二节沟槽依次首尾连接组成，其中首节沟槽的首端安装在所述库区基座上，相邻沟槽之间经可调关节连接；

所述可调关节包括沟槽转轴，相邻沟槽的首端焊接有首端套管，尾端底部都焊接有尾端套管，首端套管和尾端套管都套装在所述沟槽转轴上，沟槽转轴的两端固定在“门”形推杆两端的立柱上，该“门”形推杆的横梁连接在电动提升机构的推杆上，该电动提升机构安装在“门”形站架上。

常见的电动提升机构是由电机带动的齿轮齿条啮合装置，电机带动的齿轮旋转，与齿轮啮合的齿条拉动推杆上行或下行。

各电动提升机构通过“门”形推杆分别控制的沟槽首端和尾段的高度，就能控制沟槽自身的坡度，也能控制相邻沟槽之间的坡度。实现不同下游沟谷坡度的模拟。

位于库尾处的所述模拟库区底部还安装有保护横臂，该保护横臂的一端固定在所述模拟库区上，另一端开有插销孔，该插销孔中插装有承重销的一端，所述承重销的另一端连接有承重柱，该承重柱靠近所述模拟库区的库尾，该承重柱上开有一列承重销插孔，所述承重销插装在其中一个该承重销插孔中。

当液压缸和顶升推杆将库尾举起之后，为安全考虑，再通过保护横臂和承重销、承重柱支撑住库尾，可以防止液压缸失效后发生安全事故。

所述沟槽的边框由角钢焊接形成，该沟槽的槽壁和槽底为玻璃板，所述玻璃板固定在角钢上，玻璃板与角钢的连接处安装有密封条。

所述在沟槽的内壁安装有压力传感器测量泥浆压力，沟槽的外壁布置有摄像头测量泥浆速度和过流断面的泥浆深度变化情况。

所述沟槽的首端槽壁或尾端槽壁上焊接有过渡板。

当相邻沟槽的坡度变化后，沟槽间的间隙也会发生变化，但过渡板在一定程度上弥补了沟槽间的间隙，同时，再在间隙处粘贴上密封胶带或玻璃胶，就可以防止流水溢出。

根据形状的不同，所述沟槽可以分为直线沟槽和转弯沟槽，所述直线沟槽的槽底为直线板，所述转弯沟槽的槽底为曲线板。