[實用新型]一種尾礦排滲系統淤堵模擬實驗裝置

有效

• 申請號: 201822041958.1
• 申請日: 2018-12-06
• 公開（公告）號: CN209280520U
• 公開（公告）日: 2019-08-20
• 發明（設計）人: 冒海軍;楊雋;楊春和;張超;李澤華;黃路云
• 申請（專利權）人: 中國科學院武漢巖土力學研究所;武漢工程大學
• 主分類號: G01N15/08
• 分類號: G01N15/08
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 苗艷榮

一種尾礦排滲系統淤堵模擬實驗裝置，包括水箱、壓力泵、一號流量計、箱式排滲系統；該系統包括殼體，在殼體的三個側面分別設有進液閥、出液閥、排液閥，進液閥與一號流量計相連，排液閥與進液閥相對設置，出液閥連接二號流量計；殼體內分為溶液輸入緩沖區、填砂區、溶液輸出緩沖區和液位調節區，前三個區被帶孔隔板分隔，后兩個區采用不透水隔板分隔，在不透水隔板底部安設液位調節管；在填砂區內垂直或者水平設有帶孔的排滲管，包裹有土工布，當排滲管水平設置時，每根排滲管分別與出液閥相連接。本實用新型可進行較大尺度樣品的物理淤堵與化學淤堵實驗；可布置較多排滲管并精確調節水位，滿足不同時間點測試要求。

技術領域

本實用新型屬于尾礦排滲系統領域，具體涉及一種尾礦排滲系統淤堵模擬實驗裝置。

背景技術

在礦山尾礦庫與公路邊坡的建設運行過程中，排滲系統長期使用后，因機械充填孔隙、化學沉積與膠結、生物生長與衰亡作用等因素，產生各種沉積物于土工材料表面，使材料的孔隙結構被充填產生淤堵，阻礙水從排滲系統中流出，影響系統的排水效果。為更好的研究排滲系統的淤堵機理與影響因素，可以設計能夠進行物理堵塞與化學固結作用的實驗裝置，開展大型土工織物的淤堵室內模擬實驗。調研資料顯示，目前，國內外已經有一些學者開展了機械與化學淤堵模擬實驗研究，建立了一些試驗裝置，概括起來看，包括兩種類型：1)直立式單柱滲透淤堵實驗系統；2)箱式滲透淤堵實驗系統。

直立式單柱淤堵實驗系統包括三個子系統：進液系統、滲透與淤堵模擬系統與廢液回收系統，滲透與淤堵模擬系統為直立式圓柱，圓柱內充填實驗材料，底端與進液系統相連，頂端利用壓頭密封并外接測壓管與廢液回收裝置。此類實驗系統主要測試充填材料的滲透能力，當注入溶液為化學溶液時，可以進行材料在化學溶液浸泡后內部結構的變化，因此可以分析充填材料的滲透性與化學淤堵現象及機制。該類系統相對簡單，存在以下幾個方面的缺點：1)由于直筒的尺寸限制，實驗規模較小；2)實驗系統僅一個進口與一個出口，無法實時了解材料內部某一特定位置處的溶液濃度、壓力、內部結構的變化；3)由于溶液從底部直接進入實驗裝置，無緩沖區，易對底部的材料產生沖擊效應，影響實驗效果；4)若改裝后進行土工材料的物理與化學淤堵模擬，只能布置一根排滲管，因此同步實驗數量受限制。

箱式滲透淤堵實驗系統也包括三個子系統：進液系統、滲透與淤堵模擬系統與廢液回收系統，其中滲透與淤堵模擬系統為箱式結構，在實驗過程中，將土工織物/排滲管預埋于箱內的充填尾砂內，溶液從單側輸入，從另一側的出水管排出；通過側邊觀測溶液流經路徑，可以分析流體的滲流過程；通過分析出水管溶液的流量變化，可以測試滲透率；分析出水管處溶液的成分，可以研究充填材料與溶液的化學成分的變化。同時，測試長期浸泡后的樣品成分與土工材料表面沉積物的成分，揭示化學沉積淤堵的機理。該系統存在的不足：1)由于出水管口位置固定，箱內的水位無法進行調控，因此不適合進行不同水位條件時的材料浸泡實驗；2)箱內布置的土工材料與排滲管位置固定，數量有限，無法進行同一批樣品在不同浸泡時間后的對比分析；3)功能相對單一，僅可進行化學淤堵實驗與滲透率測試。

發明內容

針對現有排滲系統存在的缺點，本實用新型的目的是提供一種尾礦排滲系統淤堵模擬實驗裝置，可以解決以下問題：1)進行較大尺度樣品的模型實驗；2)進行排滲管與土工材料的物理淤堵與化學淤堵實驗；3)當實驗過程需要進行較長的周期，需要布置較多的排滲管時，能滿足不同時間點獲取樣品進行分析測試要求；4)箱式淤堵實驗裝置中的水位高低可進行精確調節；5)可以進行不同時間點不同深度處流量、滲透系數與化學成分的測試；6)可以調節注入與流出溶液的流量并進行定量計量。

本實用新型采取的技術方案是：

一種尾礦排滲系統淤堵模擬實驗裝置，包括由水箱、壓力泵、一號流量計順序相連構成的流體輸入系統，該流體輸入系統連接有箱式排滲系統；