[发明专利]尾矿库堆坝模型试验及动力学模拟试验装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种模拟试验装置，特别是涉及一种尾矿库堆坝模型试验及动力学模拟试验装置。

背景技术

尾矿库是一种特殊的工业建筑，它的运营好坏，不仅影响到矿山企业的经济效益，而且与库区下游居民的生命财产及周边环境息息相关，因此新建尾矿库投入运营之前的稳定性研究至关重要。

目前岩土工程研究的方法主要有四种，分别为：理论分析、数值模拟、现场测试及室内试验。采用理论方法分析岩土问题时，均需将初始条件和边界条件给予简化或假定，而数值计算在计算分析中对土的本构关系等同样存在假设。尾矿库作为大型矿山建筑不可能通过现场试验测的，而且现场费用很高，再加之破坏性试验及超前预见性的研究也无法通过现场试验实现。

因此本领域技术人员致力于开发一种新型放矿装置，即满足对高浓缩粗粒尾矿放矿要求，又可以测试尾矿坝内部应力和不同工况下浸润线变化规律，且可模拟不同降雨状况及模拟在地震作用下尾矿坝的稳定性。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供新型放矿装置，即满足对高浓缩粗粒尾矿放矿要求，又可以测试尾矿坝内部应力和不同工况下浸润线变化规律，且可模拟不同降雨状况及模拟在地震作用下尾矿坝的稳定性。

为实现上述目的，本发明提供了一种尾矿库堆坝模型试验及动力学模拟试验装置，包括至少一组电磁机和开口向上的模型钢槽；

所述电磁机包括第一电磁机和第二电磁机，所述第一电磁机的一端通过弹簧与所述第二电磁机的一端连接；所述第二电磁机的另一端与所述模型钢槽一端固定；所述模型钢槽底部设置有滑轮；

所述模型钢槽的顶部设置有两条相互平行的轨道，所述轨道的上设置有放矿系统和激光坡度测试系统；

所述放矿系统包括第一横梁和第二横梁，所述第一横梁和第二横梁的两端均通过第一轨道轮可滑动的设置在所述轨道上；所述在第一横梁和第二横梁的上方设置有工作台，所述工作台的两端分别与所述第一横梁和第二横梁滑动连接；

所述工作台的下方设置有操作平台，所述操作平台位于所述模型钢槽中，所述操作平台通过绞线与所述工作台活动连接；所述操作平台上设置有放矿支管，所述放矿支管上开有放矿口，所述放矿支管的上方设置有可伸缩的放矿管，所述放矿管上设置有流量计，所述放矿管的一端与所述放矿支管连接，所述放矿管的另一端连接有搅拌容器；

所述搅拌容器的顶部设置有电动机和进料口；所述搅拌容器的底部设置有浓度计；所述搅拌容器内设置有搅拌机，所述搅拌机通过所述电动机带动；

所述激光坡度测试系统包括第三横梁，所述沿第三横梁的长度方向设置有凹槽；

所述第三横梁的两端分别通过第二轨道轮可滑动的设置在所述轨道上；所述第三横梁上设置有激光控制开关，所述第二轨道轮上设置有与所述激光控制开关相对应的激光控制开关触发点；

所述第三横梁上沿长度方向设置有通过链条连接的第一链轮、第二链轮和第三链轮，所述第二链轮位于所述第一链轮和第三链轮之间，所述第二链轮上设置有激光仪。

采用以上技术方案后，第一电磁机的一端与墙壁固定，第一电磁机和第二电磁机通过感应原理来控制模型钢槽水平方向运动，从而使整个模型钢槽处在一个水平震动过程，并且通过调节第一电磁机和第二电磁机的电流大小、频率控制电磁的大小和振动频率，来模拟在不同强度的地震下对尾矿库稳定性的影响。

在测试放矿系统时，尾矿通过进料口进入搅拌容器中，随后搅拌容器中的搅拌机通过电机带动，搅拌机的转动能够防止矿砂在搅拌容器底部沉积，影响放矿浓度，造成试验误差。搅拌容器底部设置的浓度计可以用于测试矿浆的浓度，而放矿管上的流量计可监测矿浆的流量。

同时该放矿系统上的第一横梁和第二横梁可沿模型钢槽前后移动，工作台可在第一横梁和第二横梁上左右移动，工作台通过绞线控制操作平台的上下移动，从而放矿系统可前后左右上下方位移动的三维方位模拟放矿，实现坝前多点排放及尾矿库不同位置放矿。

第三横梁的通过第二轨道轮可滑动的设置在所述轨道上；实现对激光坡度测试系统前后移动和采样间距(以轮周长计)，且可通过改变第二轨道轮的直径调节采样间距，通过激光控制开关和设置在第二轨道轮上的激光控制开关触发点实现等距采样，数据精确可靠，避免人为测量带来的误差。