[实用新型]一种尾矿库因渗流、管涌破坏而导致溃坝的模拟装置

说明书

本实用新型公开一种尾矿库因渗流、管涌破坏而导致溃坝的模拟装置，属于岩土工程、矿业工程技术领域。该模型试验装置，包括监测系统，渗流、管涌成型系统及库型控制系统；本装置能够人为地制造渗流或管涌，然后增大该处流量强度，加速渗流以及管涌过程从而达到溃坝目的，并且能通过地面磁共振(SNMR)地下水探测系统，观测尾矿中水流动途径和集中区，最终通过高速摄像仪把溃坝经过记录下来。

技术领域

本实用新型涉及一种尾矿库因渗流、管涌破坏而导致溃坝的模拟装置，属于岩土工程、矿业工程技术领域。

背景技术

研究表明我国12种大宗矿产每年尾矿排放量约3亿t，作为矿山充填或综合利用的尾矿仅仅是一小部分，大部分尾矿采用构筑尾矿库的方式储存。Lemphers等对世界范围内3500个尾矿库进行统计，发现每年平均有2～5个尾矿库发生溃坝，尾矿库的溃坝事件发生的概率为水库溃坝10倍以上。尾矿库作为金属非金属矿山的重大危险源之一，在世界93种事故、公害的隐患中，尾矿库事故名列第18位。所以开展尾矿库溃坝相关的研究对于矿山安全生产、保护下游生命财产安全和周边环境具有重要的意义。

尾矿库土体大多处于疏松状态，降雨、库水位变动、渗流等因素均易诱发尾矿库溃坝事故，并造成严重的后果。吴宗之等对国外溃坝事故统计分析，发现诱因是渗透破坏导致尾矿库溃坝的事故量排第一，占44.6％，接近溃坝事故的一半；而诱因是洪水漫顶和地震液化导致尾矿库溃坝的事故量排第二位，均占19.6％。

目前，国内外学者对影响尾矿库溃坝的因素、溃坝机理、溃坝过程及下游泥砂运行演进规律都进行了探索并取得了一定的成果，然而，针对尾矿库在渗流破坏条件下发生溃坝的物理模型实验研究还有待深入，针对洪水漫顶、地震破坏的实验装置较多，对尾矿库渗流管涌破坏实验研究较少。并且能够实现尾矿库渗流管涌破坏的模拟装置更是稀少，不能满足如今的科研需求，有鉴于此提出本实用新型。

发明内容

针对现有技术存在的问题及不足，本实用新型提供一种尾矿库因渗流、管涌破坏而导致溃坝的模拟装置，本装置能够用于进行尾矿库渗流或管涌破坏模拟试验，为分析尾矿库渗流或管涌破坏导致的溃坝研究分析提供技术支持。

本实用新型采用的技术方案是：一种尾矿库因渗流、管涌破坏而导致溃坝的模拟装置，包括监测系统，渗流、管涌成型系统及库型控制系统；

所述监测系统包括钻孔控制器4、高速摄像机5、接收线圈Ⅰ8、接收线圈Ⅱ12、接收线圈Ⅲ17、接收线圈Ⅳ30、接收线圈Ⅴ35、接收线圈Ⅵ38、数据线13、导线Ⅰ7、导线Ⅱ10、导线Ⅲ15、导线Ⅳ19、导线Ⅴ32、导线Ⅵ37、导线Ⅶ42、接收机Ⅰ9、接收机Ⅱ14、接收机Ⅲ18、接收机Ⅳ29、接收机Ⅴ36、接收机Ⅵ41、配谐电容箱20、通用机22、适配数据传导线23、电线Ⅰ21、孔隙水压力计40、电线Ⅱ44、电线Ⅲ46、电源 43、电源多功能控制箱45、主控箱47；

所述渗流、管涌成型系统包括管道Ⅰ1、管道Ⅲ60、多功能控制箱2、储水罐3、纵轴控制器56、横轴控制器57、出水阀24、水泵25、进水口26、补水器27、伸缩器 58、钻孔仪59；

所述库型控制系统包括挡板Ⅰ6、挡板Ⅱ11、挡板Ⅲ16、挡板Ⅳ31、挡板Ⅴ34、挡板Ⅵ39、移动杆28、扭转链件33、坝体61；

进水口26、水泵25、出水阀24形成抽水系统，并通过管道Ⅰ1与多功能控制箱2 连接，储水罐3固定在多功能控制箱2一侧并与多功能控制箱2连通，多功能控制箱2 通过管道Ⅰ1分别与补水箱中补水器27连通，补水箱两侧分别设有两移动杆放置箱，补水器27两外侧端分别与移动杆放置箱中的移动杆28连接，补水器27上端布置有纵轴控制器56、横轴控制器57、钻孔控制器4，钻孔控制器4固定在伸缩器58一侧，纵轴控制器56布置在横轴控制器57上方，纵轴控制器56、横轴控制器57均与伸缩器 58连接，伸缩器58末端与钻孔仪59连接，钻孔控制器4通过伸缩器58外部导线与钻孔仪59连接，高速摄像机5分布在装置前端与后两侧，钻孔仪59长度大于库体最高长度；