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坡度可調(diào)式尾礦庫(kù)模擬試驗(yàn)裝置的制作方法

文檔序號(hào):5867209閱讀:157來(lái)源:國(guó)知局
專(zhuān)利名稱(chēng):坡度可調(diào)式尾礦庫(kù)模擬試驗(yàn)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于尾礦庫(kù)模擬試驗(yàn)設(shè)備,具體地說(shuō),是一種用于模擬測(cè)試尾礦庫(kù)潰決的
坡度可調(diào)式尾礦庫(kù)模擬試驗(yàn)裝置。
背景技術(shù)
尾礦庫(kù)是一種特殊的工業(yè)建筑物,也是一座人工建造的具有高勢(shì)能泥石流的巨大 危險(xiǎn)源,因其存在潰壩的危險(xiǎn),所以它是礦山安全的頭等問(wèn)題。到目前為止,世界上正在使 用的各類(lèi)尾礦庫(kù)有20多萬(wàn)座,且部分存在較大的安全隱患。由于礦山企業(yè)一味追求經(jīng)濟(jì)利 益,置尾礦壩安全于不顧,導(dǎo)致各地發(fā)生了許多災(zāi)難性的潰壩事故。然而,通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)外資 料的搜集與研讀,發(fā)現(xiàn)對(duì)尾礦壩的研究多集中在環(huán)境污染、穩(wěn)定性分析等方面,而對(duì)尾礦壩 潰壩災(zāi)害的研究基本為一個(gè)空白。尾礦壩一旦潰壩,將對(duì)下游造成的巨大災(zāi)害,因此,尾礦 壩潰壩泥漿的流態(tài)演進(jìn)過(guò)程以及泥漿運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的應(yīng)力場(chǎng)和流場(chǎng)分布規(guī)律的測(cè)算和分析 是尾礦壩潰壩流體力學(xué)發(fā)展之關(guān)鍵技術(shù)。 尾礦壩潰壩研究目的就是為了通過(guò)對(duì)潰壩流態(tài)演進(jìn)過(guò)程的分析計(jì)算,預(yù)測(cè)尾礦庫(kù) 泄砂總量、壩址最大砂流量、壩址流量過(guò)程線、重要建筑物處的受力過(guò)程等潰壩重要參數(shù), 全面分析潰壩災(zāi)害的影響范圍和程度,為下游防災(zāi)減災(zāi)工程等一系列安全問(wèn)題提供可靠、 堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。指導(dǎo)并提出下游救援應(yīng)急預(yù)案,指出下游人員的撤離高程,并指導(dǎo)其撤離 危險(xiǎn)區(qū)域。 在尾礦壩潰壩風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方面,可根據(jù)潰壩計(jì)算結(jié)果,評(píng)估下游地區(qū)的災(zāi)害情況;在
尾礦壩設(shè)計(jì)方面,通過(guò)對(duì)尾礦壩潰壩流體力學(xué)的深入研究,潰壩計(jì)算成果可為設(shè)計(jì)單位對(duì)
尾礦壩的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)計(jì)與施工提供參考資料,設(shè)計(jì)單位可根據(jù)潰壩計(jì)算數(shù)據(jù)決定是否在壩體下
游建立攔擋壩、導(dǎo)流槽,以減緩礦漿對(duì)下游重要建筑物的沖擊力度,達(dá)到防災(zāi)減災(zāi)的作用。 現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)是還沒(méi)有一種裝置只能對(duì)單一尾礦庫(kù)的高度、容量和流量進(jìn)行
模擬試驗(yàn),不具備兼容性,無(wú)法模擬不同坡度和容量的尾礦庫(kù),更無(wú)法對(duì)下游溝谷不同的走
向和坡度進(jìn)行模擬試驗(yàn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種兼容性強(qiáng)的坡度可調(diào)式尾礦庫(kù)模擬試驗(yàn)裝置,能對(duì)不同 壩高、坡度、容量的尾礦庫(kù)進(jìn)行模擬,還能對(duì)不同走向和坡度的下游溝谷進(jìn)行模擬。
為達(dá)到上述目的,本發(fā)明提供了一種坡度可調(diào)式尾礦庫(kù)模擬試驗(yàn)裝置,設(shè)置有模 擬庫(kù)區(qū),該模擬庫(kù)區(qū)的庫(kù)壩連接有模擬溝谷,其關(guān)鍵在于位于庫(kù)尾處的模擬庫(kù)區(qū)底部安裝 有頂升推桿,該頂升推桿安裝在液壓缸上,位于庫(kù)壩處的模擬庫(kù)區(qū)底部安裝有庫(kù)壩轉(zhuǎn)軸,模 擬庫(kù)區(qū)經(jīng)庫(kù)壩轉(zhuǎn)軸鉸接在庫(kù)區(qū)基座(5)上; 通過(guò)頂升推桿控制庫(kù)尾和庫(kù)壩的相對(duì)高度,就能調(diào)節(jié)尾礦壩內(nèi)模擬庫(kù)區(qū)的坡度、 高度和容量,實(shí)現(xiàn)對(duì)不同庫(kù)區(qū)溝谷坡度尾礦壩的模擬。 所述模擬溝谷有至少二節(jié)溝槽依次首尾連接組成,其中首節(jié)溝槽的首端安裝在所述庫(kù)區(qū)基座上,相鄰溝槽之間經(jīng)可調(diào)關(guān)節(jié)連接; 所述可調(diào)關(guān)節(jié)包括溝槽轉(zhuǎn)軸,相鄰溝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裝在所述溝槽轉(zhuǎn)軸上,溝槽轉(zhuǎn)軸的兩端固定在"門(mén)" 形推桿兩端的立柱上,該門(mén)形推桿的橫梁連接在電動(dòng)提升機(jī)構(gòu)的推桿上,該電動(dòng)提升機(jī)構(gòu) 安裝在"門(mén)"形站架上。 常見(jiàn)的電動(dòng)提升機(jī)構(gòu)是由電機(jī)帶動(dòng)的齒輪齒條嚙合裝置,電機(jī)帶動(dòng)的齒輪旋轉(zhuǎn), 與齒輪嚙合的齒條拉動(dòng)推桿上行或下行。 各電動(dòng)提升機(jī)構(gòu)通過(guò)門(mén)形推桿分別控制的溝槽首端和尾段的高度,就能控制溝槽
自身的坡度,也能控制相鄰溝槽之間的坡度。實(shí)現(xiàn)不同下游溝谷坡度的模擬。 位于庫(kù)尾處的所述模擬庫(kù)區(qū)底部還安裝有保護(hù)橫臂,該保護(hù)橫臂的一端固定在所
述模擬庫(kù)區(qū)上,另一端開(kāi)有插銷(xiāo)孔,該插銷(xiāo)孔中插裝有承重銷(xiāo)的一端,所述承重銷(xiāo)的另一端
連接有承重柱,該承重柱靠近所述模擬庫(kù)區(qū)的庫(kù)尾,該承重柱上開(kāi)有一列承重銷(xiāo)插孔,所述
承重銷(xiāo)插裝在其中一個(gè)該承重銷(xiāo)插孔中。 當(dāng)液壓缸和頂升推桿將庫(kù)尾舉起之后,為安全考慮,再通過(guò)保護(hù)橫臂和承重銷(xiāo)、承 重柱支撐住庫(kù)尾,可以防止液壓缸失效后發(fā)生安全事故。 所述溝槽的邊框由角鋼焊接形成,該溝槽的槽壁和槽底為玻璃板,所述玻璃板固 定在角鋼上,玻璃板與角鋼的連接處安裝有密封條。 所述在溝槽的內(nèi)壁安裝有壓力傳感器測(cè)量泥漿壓力,溝槽的外壁布置有攝像頭測(cè)
量泥漿速度和過(guò)流斷面的泥漿深度變化情況。 所述溝槽的首段槽壁或尾端槽壁上焊接有過(guò)渡板。 當(dāng)相鄰溝槽的坡度變化后,溝槽間的間隙也會(huì)發(fā)生變化,但過(guò)渡板在一定程度上 彌補(bǔ)了溝槽間的間隙,同時(shí),再在間隙處粘貼上密封膠帶或玻璃膠,就可以防止流水溢出。
根據(jù)形狀的不同,所述溝槽可以分為直線溝槽和轉(zhuǎn)彎溝槽,所述直線溝槽的槽底 為直線板,所述轉(zhuǎn)彎溝槽的槽底為曲線板。 轉(zhuǎn)彎溝槽主要用于模擬轉(zhuǎn)彎溝谷,可以真實(shí)展現(xiàn)溝谷內(nèi)泥漿的流向。 本發(fā)明的顯著效果是提供一種兼容性強(qiáng)、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、易于維修、操作方便
的坡度可調(diào)式尾礦庫(kù)模擬試驗(yàn)裝置,能對(duì)不同坡度、容量的尾礦庫(kù)進(jìn)行模擬,還能對(duì)不同走
向和坡度的下游溝谷進(jìn)行模擬。


圖1是模擬庫(kù)區(qū)的結(jié)構(gòu)示意圖; 圖2是模擬庫(kù)區(qū)庫(kù)尾被舉起的狀態(tài)圖; 圖3是本發(fā)明的俯視圖; 圖4是溝槽的結(jié)構(gòu)示意圖; 圖5是相鄰溝槽的連接關(guān)系圖; 圖6是可調(diào)關(guān)節(jié)的結(jié)構(gòu)示意圖; 圖7是庫(kù)壩的俯視圖; 圖8是起吊橫梁提起活動(dòng)擋板的示意圖; 圖9是坡度可調(diào)的模擬溝谷示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。 如圖1、2、3所示一種坡度可調(diào)式尾礦庫(kù)模擬試驗(yàn)裝置,設(shè)置有模擬庫(kù)區(qū)l,該模擬庫(kù)區(qū)1的庫(kù)壩連接有模擬溝谷,位于庫(kù)尾處的模擬庫(kù)區(qū)l底部安裝有頂升推桿,該頂升推桿安裝在液壓缸3上,位于庫(kù)壩處的模擬庫(kù)區(qū)1底部安裝有庫(kù)壩轉(zhuǎn)軸4,模擬庫(kù)區(qū)1經(jīng)庫(kù)壩轉(zhuǎn)軸4鉸接在庫(kù)區(qū)基座5上; 2個(gè)液壓缸3并列在庫(kù)尾處的模擬庫(kù)區(qū)1底部,能提高模擬庫(kù)區(qū)1舉升時(shí)的穩(wěn)定性和可靠性。 為提高模擬庫(kù)區(qū)1的真實(shí)效果,可以用石膏等材料模仿庫(kù)區(qū)內(nèi)地表形狀制成石膏
地形,固化后的石膏地形放入模擬庫(kù)區(qū)1內(nèi),根據(jù)實(shí)際地形,澆注不同的石膏地形,或在模
擬庫(kù)區(qū)1內(nèi)涂覆粘土,就能模擬出庫(kù)區(qū)的地形結(jié)構(gòu),或在增強(qiáng)模擬的真實(shí)效果。 如圖3、4、5、9所示所述模擬溝谷有至少二節(jié)溝槽2依次首尾連接組成,其中首節(jié)
溝槽2的首端安裝在所述庫(kù)區(qū)基座5上,相鄰溝槽2之間經(jīng)可調(diào)關(guān)節(jié)連接; 根據(jù)實(shí)際地形布置多節(jié)溝槽2,或直或彎,就能模擬出溝谷的走向。如果需要模擬
出溝谷的地形,再在溝槽2內(nèi)固定石膏地形,或在溝槽2內(nèi)涂覆粘土,就能模擬出溝谷的地形。 所述可調(diào)關(guān)節(jié)包括溝槽轉(zhuǎn)軸6,相鄰溝槽2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裝在所述溝槽轉(zhuǎn)軸6上,溝槽轉(zhuǎn)軸6的兩端固定在"門(mén)"形推桿7兩端的立柱上,該門(mén)形推桿7的橫梁連接在電動(dòng)提升機(jī)構(gòu)11的推桿上,該電動(dòng)提升機(jī)構(gòu)11安裝在"門(mén)"形站架9上。 也可以將電動(dòng)提升機(jī)構(gòu)11下置到地面,由電動(dòng)提升機(jī)構(gòu)11上推溝槽轉(zhuǎn)軸6。
如圖1、2所示位于庫(kù)尾處的所述模擬庫(kù)區(qū)l底部還安裝有保護(hù)橫臂9,該保護(hù)橫臂9的一端固定在所述模擬庫(kù)區(qū)1上,另一端開(kāi)有插銷(xiāo)孔,該插銷(xiāo)孔中插裝有承重銷(xiāo)的一端,所述承重銷(xiāo)的另一端連接有承重柱10,該承重柱10靠近所述模擬庫(kù)區(qū)1的庫(kù)尾,該承重柱10上開(kāi)有一列承重銷(xiāo)插孔10a,所述承重銷(xiāo)插裝在其中一個(gè)該承重銷(xiāo)插孔10a中。
保護(hù)橫臂9可以焊接在模擬庫(kù)區(qū)1的下底,也可以經(jīng)螺栓固定在模擬庫(kù)區(qū)1上。
承重銷(xiāo)插孔10a的排布方式很多,如一列水平條孔,也可以按承重銷(xiāo)的圓弧運(yùn)行軌跡,排列出一組通孔。 如圖4、5所示所述溝槽2的邊框由角鋼焊接形成,該溝槽2的槽壁和槽底為玻璃板,所述玻璃板固定在角鋼上,玻璃板與角鋼的連接處安裝有密封條。 為獲取潰壩泥漿的流態(tài),所述庫(kù)壩兩側(cè)的堤岸和溝槽2槽壁都是透明材料板,該透明材料板為有機(jī)玻璃板或玻璃鋼。溝槽2槽底也是透明材料板。
所述溝槽2的首段槽壁或尾端槽壁上焊接有過(guò)渡板2a。 根據(jù)形狀的不同,所述溝槽2可以分為直線溝槽和轉(zhuǎn)彎溝槽,所述直線溝槽的槽底為直線板,所述轉(zhuǎn)彎溝槽的槽底為曲線板。 如圖7、8所示模擬庫(kù)區(qū)1的庫(kù)壩由固定支架13和至少一塊活動(dòng)擋板構(gòu)成,所述活動(dòng)擋板上安裝有吊耳14,該吊耳經(jīng)螺栓與起吊橫梁15相裝配,該起吊橫梁15的一端與所述固定支架13相鉸接,該起吊橫梁15的另一端連接在庫(kù)壩汽缸16的推桿上,所述庫(kù)壩汽缸16安裝在汽缸支架17上,該汽缸支架17固定在所述庫(kù)區(qū)基座5上。 通過(guò)起吊橫梁拉動(dòng)不同位置、不同高度的活動(dòng)擋板,就能實(shí)現(xiàn)模擬出不同高度、不
同潰壩口的尾礦庫(kù)潰壩數(shù)據(jù)。從而對(duì)比研究尾礦壩在不同潰決程度情況下,泥漿對(duì)下游建
筑物的沖擊情況和淹沒(méi)范圍。 所述汽缸支架17經(jīng)第一轉(zhuǎn)軸18與所述庫(kù)壩汽缸16的缸體連接,該庫(kù)壩汽缸16 的推桿6a與所述起吊橫梁5通過(guò)第二轉(zhuǎn)軸19連接。
所述活動(dòng)擋板經(jīng)螺栓與所述固定支架13相裝配。 所述固定支架13上并排安裝有三塊梯形的活動(dòng)擋板,三塊依次由壩頂向壩底排 列。 其工作原理是 多塊活動(dòng)擋板分別或同時(shí)與起吊橫梁15固定在一起,當(dāng)汽缸16拉動(dòng)起吊橫梁15 上行,活動(dòng)擋板與固定支架13脫離,形成試驗(yàn)所需要的潰壩口 ,模擬庫(kù)區(qū)1內(nèi)預(yù)存的模擬泥 漿就從該潰壩口處流出,流入模擬溝谷,模擬出潰壩泥漿的流態(tài)演進(jìn)特征、泥漿運(yùn)動(dòng)過(guò)程中 的應(yīng)力場(chǎng)、流場(chǎng)分布規(guī)律,以及泥漿沖擊扇范圍、沉積厚度隨泥漿運(yùn)動(dòng)距離的關(guān)系等尾礦庫(kù) 潰壩數(shù)據(jù)。 液壓缸3和頂升推桿推舉庫(kù)尾,調(diào)節(jié)模擬庫(kù)區(qū)1的坡度,電動(dòng)提升機(jī)構(gòu)11帶動(dòng)溝
槽轉(zhuǎn)軸6,調(diào)節(jié)溝槽2的坡度,也調(diào)節(jié)相鄰溝槽2間的坡度,實(shí)現(xiàn)尾礦庫(kù)和下游溝谷的模擬,
當(dāng)尾礦壩被模擬打開(kāi)后,能真實(shí)模擬出泥漿在模擬溝谷內(nèi)的流量、流速和沖擊力。 起吊橫梁15拉動(dòng)不同位置、不同高度的活動(dòng)擋板,就能模擬出不同高度、不同潰
壩口的尾礦庫(kù)潰壩數(shù)據(jù)和下流溝谷泥漿數(shù)據(jù)。 盡管以上結(jié)構(gòu)結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行了描述,但本發(fā)明不限于上述具體實(shí)施方式
,上述具體實(shí)施方式
僅僅是示意性的而不是限定性的,本領(lǐng)域的普通技術(shù)人 員在本發(fā)明的啟示下,在不違背本發(fā)明宗旨及權(quán)利要求的前提下,可以作出多種類(lèi)似的表 示,如更改溝槽2的數(shù)量和相互位置類(lèi)等方式,更換可調(diào)關(guān)節(jié)的結(jié)構(gòu),這樣的變換均落入本 發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
一種坡度可調(diào)式尾礦庫(kù)模擬試驗(yàn)裝置,設(shè)置有模擬庫(kù)區(qū)(1),該模擬庫(kù)區(qū)(1)的庫(kù)壩連接有模擬溝谷,其特征在于位于庫(kù)尾處的模擬庫(kù)區(qū)(1)底部安裝有頂升推桿,該頂升推桿安裝在液壓缸(3)上,位于庫(kù)壩處的模擬庫(kù)區(qū)(1)底部安裝有庫(kù)壩轉(zhuǎn)軸(4),模擬庫(kù)區(qū)(1)經(jīng)庫(kù)壩轉(zhuǎn)軸(4)鉸接在庫(kù)區(qū)基座(5)上;所述模擬溝谷有至少二節(jié)溝槽(2)依次首尾連接組成,其中首節(jié)溝槽(2)的首端安裝在所述庫(kù)區(qū)基座(5)上,相鄰溝槽(2)之間經(jīng)可調(diào)關(guān)節(jié)連接;所述可調(diào)關(guān)節(jié)包括溝槽轉(zhuǎn)軸(6),相鄰溝槽(2)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裝在所述溝槽轉(zhuǎn)軸(6)上,溝槽轉(zhuǎn)軸(6)的兩端固定在“門(mén)”形推桿(7)兩端的立柱上,該門(mén)形推桿(7)的橫梁連接在電動(dòng)提升機(jī)構(gòu)(11)的推桿上,該電動(dòng)提升機(jī)構(gòu)(11)安裝在“門(mén)”形站架(9)上。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的坡度可調(diào)式尾礦庫(kù)模擬試驗(yàn)裝置,其特征在于位于庫(kù)尾處的所述模擬庫(kù)區(qū)(1)底部還安裝有保護(hù)橫臂(9),該保護(hù)橫臂(9)的一端固定在所述模擬庫(kù)區(qū)(1)上,另一端開(kāi)有插銷(xiāo)孔,該插銷(xiāo)孔中插裝有承重銷(xiāo)的一端,所述承重銷(xiāo)的另一端連接有承重柱(IO),該承重柱(10)靠近所述模擬庫(kù)區(qū)(1)的庫(kù)尾,該承重柱(10)上開(kāi)有一列承重銷(xiāo)插孔(10a),所述承重銷(xiāo)插裝在其中一個(gè)該承重銷(xiāo)插孔(10a)中。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的坡度可調(diào)式尾礦庫(kù)模擬試驗(yàn)裝置,其特征在于所述溝槽(2)的邊框由角鋼焊接形成,該溝槽(2)的槽壁和槽底為玻璃板,所述玻璃板固定在角鋼上,玻璃板與角鋼的連接處安裝有密封條。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的坡度可調(diào)式尾礦庫(kù)模擬試驗(yàn)裝置,其特征在于所述溝槽(2)的首段槽壁或尾端槽壁上焊接有過(guò)渡板(2a)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的坡度可調(diào)式尾礦庫(kù)模擬試驗(yàn)裝置,其特征在于根據(jù)形狀的不同,所述溝槽(2)可以分為直線溝槽和轉(zhuǎn)彎溝槽,所述直線溝槽的槽底為直線板,所述轉(zhuǎn)彎溝槽的槽底為曲線板。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種坡度可調(diào)式尾礦庫(kù)模擬試驗(yàn)裝置,設(shè)置有模擬庫(kù)區(qū),該模擬庫(kù)區(qū)的庫(kù)壩連接有模擬溝谷,其特征在于位于庫(kù)尾處的模擬庫(kù)區(qū)底部安裝有頂升推桿,該頂升推桿安裝在液壓缸上,位于庫(kù)壩處的模擬庫(kù)區(qū)底部安裝有庫(kù)壩轉(zhuǎn)軸,模擬庫(kù)區(qū)經(jīng)庫(kù)壩轉(zhuǎn)軸鉸接在庫(kù)區(qū)基座上;所述模擬溝谷有至少二節(jié)溝槽依次首尾連接組成,其中首節(jié)溝槽的首端安裝在所述庫(kù)區(qū)基座上,相鄰溝槽之間經(jīng)可調(diào)關(guān)節(jié)連接。其顯著效果是兼容性強(qiáng)、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、易于維修、操作方便,能對(duì)不同坡度、容量的尾礦庫(kù)進(jìn)行模擬,還能對(duì)不同走向和坡度的下游溝谷進(jìn)行模擬。
文檔編號(hào)G01M99/00GK101738333SQ20101004207
公開(kāi)日2010年6月16日 申請(qǐng)日期2010年1月15日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月15日
發(fā)明者余紅, 尹光志, 敬小非, 李愿, 王維忠, 許江, 馬文建, 魏作安, 黃滾 申請(qǐng)人:重慶大學(xué)
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