[实用新型]一种揭示尾矿砂起动条件的节能循环装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种揭示尾矿砂起动条件的节能循环装置，属于尾矿坝溃坝机理研究的试验技术领域。

背景技术

矿产资源是人类生活和发展的重要物质基础之一，对国民经济的发展有着重要的意义。尾矿库是选矿厂生产设施的重要组成部分，且也是一个高势能的危险源。一旦尾矿坝溃坝，不仅使国家蒙受巨大经济损失，更危及下游地区居民的生命财产安全。另外，尾矿库中的有害化学物质将污染周围地下水和江河流域，造成严重的环境破坏。因此，尾矿坝溃坝机理的相关研究显得尤为重要。

尾矿砂的起动条件是尾矿坝溃坝机理研究的重要内容。目前，对于尾矿砂的起动条件方面的研究鲜有发表。大都借助流体力学，所得到的结论往往是存在较大误差的解析解，缺少定性的规律作为映证。能否清晰地判断其起动条件的表达形式，对于揭示尾矿坝的溃坝机理和溃坝过程具有重大意义。鉴于尾矿砂在流体中的诸多特性与泥沙极为相似，所以将河流泥沙起动方面的理论引入对尾矿砂起动的研究。我国泥沙运动专家钱宁曾在其《泥沙运动力学》中指出，天然泥沙的起动跟拖曳力有密切的关系，跟水流流速关系不大。但是直接针对尾矿砂起动和流速与拖曳力关系的相关文献却鲜有发表。因此，从试验的角度出发，设计一台能够清晰观察和监测到尾矿砂起动情况的设备将会有极大的必要性。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种可以揭示尾矿砂起动条件的节能循环装置，能够对不同的尾砂颗粒级配以及不同单宽流量的均匀流进行模拟；通过控制尾矿砂颗粒级配进行多组试验，并改变水流流速的大小，观察尾矿砂在水流中运动状态，记录数据，进而总结规律，揭示尾矿砂起动条件与过水断面水流流速和拖曳力的关系。

本实用新型采用的技术方案是：一种揭示尾矿砂起动条件的节能循环装置，包括水循环系统A，水头流量控制系统B，模拟尾矿砂起动系统C；所述的水循环系统A包括：微型潜水泵1、循环水箱2、溢水管3、水头水箱4、溢水槽5、循环水管6；所述水头流量控制系统B包括总开关7、供水管8、流量计9、清水集水器10；所述模拟尾矿砂起动系统C包括变截面水槽11、尾矿砂12、浑水集水器13、回水管14；

所述的微型潜水泵1放置于循环水箱2中，水头水箱4位于循环水箱2上部，循环水管6的入水口与微型潜水泵1的出水口连通，出水口伸入水头水箱4内部，水头水箱4的一侧的顶部设有溢水槽5，溢水管3安装在溢水槽5处且其出水口与循环水箱2连接，供水管8的进水端通过总开关7伸入水头水箱4内部，出水端连接至清水集水器10内，供水管8出水端设有流量计9，清水集水器10的出水口连通变截面水槽11，变截面水槽11的底部布满了粗细均匀的尾矿砂12，浑水集水器13安装在变截面水槽11的尾端，浑水集水器13中附有净化球，回水管14一端连接浑水集水器13的出水口，另一端伸入循环水箱2。

所述的溢水管3、回水管14均为橡胶软管。

所述的循环水箱2、水头水箱4、变截面水槽11均由有机玻璃制成的透明敞口容器。

所述的溢水管3垂直安装在溢水槽5处且其出水口位于循环水箱2的上部。

本实用新型的工作原理是：

当试验时，向循环水箱2内注水，打开微型潜水泵1和总开关7进行试运行；待系统稳定之后，调节总开关7，记录流量计9的数据并观察变截面水槽11中尾矿砂的起动情况；再者调节总开关7统计流量计9的增量，并观察变截面水槽11中尾矿砂的起动情况。

本实用新型的有益效果是：

节能性——得益于水自循环系统的帮助，本实用新型能够实现仅需加一次水就可以连续重复地进行多次试验。

直观性——本实用新型的三大部分均采用透明的有机玻璃制作，在进行尾砂起动方面的研究试验时能够清晰的观察到尾矿砂颗粒的起动情况。

可控性——本实用新型中的尾矿堆积体由人工筛分尾矿砂颗粒，首先粒径可控；其次可参考实际筑坝干密度，通过相似条件控制模型试验中的堆积体干密度。

经济性——本实用新型所采用的材料大部分为有机玻璃、PVC水管和阀门等，购置较为方便，且价格相对低廉。

附图说明

图1是本实用新型整结构示意图；

图2是本实用新型水循环系统A的结构示意图；

图3是本实用新型水头流量控制系统B的结构示意图；

图4是本实用新型模拟尾矿砂起动系统C的结构示意图.