[發(fā)明專利]一種生態(tài)修復(fù)尾礦壩邊坡穩(wěn)定性模擬試驗(yàn)裝置及其應(yīng)用

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010626272.8
• 申請(qǐng)日: 2020-07-02
• 公開（公告）號(hào): CN111735933A
• 公開（公告）日: 2020-10-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郝喆;陳紅丹;孫鴻昌;徐連滿;陳娜;鄧焱;吳超君
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 遼寧大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N33/24
• 分類號(hào): G01N33/24
• 代理公司: 沈陽杰克知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 21207
• 代理人: 羅瑩

本發(fā)明涉及一種生態(tài)修復(fù)尾礦壩邊坡穩(wěn)定性模擬實(shí)驗(yàn)裝置及其應(yīng)用。實(shí)驗(yàn)裝置包括：磚槽結(jié)構(gòu)上設(shè)有人工降雨裝置，磚槽結(jié)構(gòu)內(nèi)部設(shè)有監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，人工降雨裝置上連接有溫度光照復(fù)合裝置，磚槽結(jié)構(gòu)內(nèi)部設(shè)有排水裝置。利用本裝置進(jìn)行生態(tài)修復(fù)實(shí)驗(yàn)，分析植物類型、根系結(jié)構(gòu)對(duì)邊坡水溫影響和固土作用的效果，模擬人工降雨和日照環(huán)境，設(shè)置相應(yīng)檢測(cè)原件測(cè)定邊坡位移、應(yīng)力、孔壓和溫度等變化環(huán)境，進(jìn)行尾礦壩滲流場(chǎng)、溫度場(chǎng)及坡面變形的巖土力學(xué)模型實(shí)驗(yàn)，經(jīng)研究植物修復(fù)尾礦壩的邊坡穩(wěn)定性，對(duì)礦山生態(tài)修復(fù)工程的準(zhǔn)確實(shí)施，確保礦山企業(yè)安全生產(chǎn)、提高生態(tài)修復(fù)效果具有重要指導(dǎo)意義。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種生態(tài)修復(fù)尾礦壩邊坡穩(wěn)定性模擬試驗(yàn)裝置及其應(yīng)用，屬于礦山生態(tài)環(huán)境工程技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

隨著礦業(yè)生產(chǎn)的快速增長(zhǎng)，尾礦壩作為選礦廠生產(chǎn)設(shè)施的重要組成部分，其數(shù)量還在不斷增加，尾礦壩的高度也隨著礦業(yè)需求的增長(zhǎng)而增高，尾礦壩失穩(wěn)潰壩，不僅嚴(yán)重影響礦山本身的正常生產(chǎn)作業(yè)，而且會(huì)對(duì)當(dāng)?shù)毓まr(nóng)業(yè)生產(chǎn)以及人民生命財(cái)產(chǎn)安全造成嚴(yán)重的威脅，因此，對(duì)尾礦壩邊坡穩(wěn)定性的分析及綜合評(píng)價(jià)研究意義重大。傳統(tǒng)的尾礦庫模擬裝置只能對(duì)單一尾礦壩結(jié)構(gòu)進(jìn)行模擬，無法提供多結(jié)構(gòu)壩體的穩(wěn)定性及生態(tài)修復(fù)效果參數(shù)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種生態(tài)修復(fù)尾礦壩邊坡穩(wěn)定性模擬試驗(yàn)裝置及其應(yīng)用，利用本裝置進(jìn)行生態(tài)修復(fù)實(shí)驗(yàn)，分析植物類型、根系結(jié)構(gòu)對(duì)邊坡水溫影響和固土作用的效果，模擬人工降雨和日照環(huán)境，設(shè)置相應(yīng)檢測(cè)原件測(cè)定邊坡位移、應(yīng)力、孔壓和溫度等變化環(huán)境，進(jìn)行尾礦壩滲流場(chǎng)、溫度場(chǎng)及坡面變形的巖土力學(xué)模型實(shí)驗(yàn)，經(jīng)研究植物修復(fù)尾礦壩的邊坡穩(wěn)定性。

為解決以上問題，本發(fā)明的具體技術(shù)方案如下：一種生態(tài)修復(fù)尾礦壩邊坡穩(wěn)定性模擬試驗(yàn)裝置，磚槽結(jié)構(gòu)上設(shè)有人工降雨裝置，磚槽結(jié)構(gòu)內(nèi)部設(shè)有監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，人工降雨裝置上連接有溫度光照復(fù)合裝置，磚槽結(jié)構(gòu)內(nèi)部設(shè)有排水裝置。

所述的磚槽結(jié)構(gòu)為：由四個(gè)槽體組成，在第一個(gè)槽體中填筑坡角分別為30°、25°、20°或15°的尾礦壩，進(jìn)行素尾礦壩邊坡穩(wěn)定性模型實(shí)驗(yàn)；在磚槽結(jié)構(gòu)底部均勻裝入10cm厚的碎石層，并在碎石層上方鋪設(shè)透水紗布。

所述的磚槽結(jié)構(gòu)中的第二、三、四槽體均填筑與第一個(gè)槽體坡角對(duì)應(yīng)的尾礦壩，分別種植喬、灌、草三類植物，用來分析不同植物類型對(duì)尾礦壩邊坡穩(wěn)定性的影響。

所述的人工降雨裝置的結(jié)構(gòu)為：由水泵、長(zhǎng)方體水箱、鋁合金噴水管、水箱支架和鋁合金噴水管支架組成，長(zhǎng)方體水箱位于磚槽結(jié)構(gòu)一側(cè)，水箱上設(shè)有進(jìn)水管，長(zhǎng)方形水箱與磚槽結(jié)構(gòu)通過導(dǎo)水管連接，鋁合金噴水管支架一端分別固定在磚槽結(jié)構(gòu)的四個(gè)角處，另一端向上延伸組成立方體結(jié)構(gòu)，鋁合金噴水管作為導(dǎo)水管，通過U型螺栓固定在噴水管支架上，管間間距100mm，離箱體頂部垂直距離為2m，在鋁合金管體上均勻鉆孔，鉆孔朝正下方，孔間距為50mm，孔徑為2mm，采用可調(diào)節(jié)水量大小的潛水泵作為動(dòng)力裝置，通過調(diào)節(jié)水泵排水量，模擬小雨、中雨、大雨、暴雨和大暴雨的降雨水量。

所述的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)為：在槽體結(jié)構(gòu)內(nèi)尾礦壩的坡腳、坡面中部和坡肩的位置安裝孔隙水壓力計(jì)、土壓力盒、位移標(biāo)和溫度傳感器，用于坡內(nèi)水分、溫度、壓力及坡面位移的監(jiān)測(cè)。

所述的溫度光照復(fù)合裝置的結(jié)構(gòu)為：由盞紫外燈和盞燈暖式浴霸組成，紫外燈固定在四個(gè)尾礦壩磚槽的降雨架頂端，位于槽體上方兩端；燈暖式浴霸采用275W硬質(zhì)石英防爆燈泡，固定在四個(gè)槽子的降雨架頂端，每個(gè)槽體一盞燈暖式浴霸放置于槽體上方正中間。

所述的磚槽結(jié)構(gòu)設(shè)置底座，每個(gè)磚槽底部設(shè)置1條帶排水管閥門的PVC排水管，排水管設(shè)置坡度為2%。在排水管上打孔，用土工布-100目銅網(wǎng)-土工布包裹排水管，聚乙烯繩扎緊，排水管閥門在磚槽結(jié)構(gòu)出口處。