裸脚式矿山原地浸矿出渗坡降的室内模型试验装置的制作方法

本实用新型涉及一种用于模拟土坡出渗边界渗流规律、测量出渗坡降的室内模型试验装置，特别是模拟裸脚式稀土矿山原地浸矿集液沟出渗坡降的室内模型试验装置。

背景技术：

目前，“原地浸矿”作为第三代绿色环保的开采工艺，已经在我国南方离子型稀土矿中推广开来。该工艺流程为：先在稀土矿体区域布置注液井网，再通过注液井将浸矿剂溶液注入矿体，矿体中的稀土通过离子交换反应变成稀土离子进入溶液，最后通过收液工程加以回收处理。对于裸脚式稀土矿山，由于具有完整底板，一般环山开挖集液沟作为收液工程，溶液从坡脚集液沟出渗，其出渗坡降是校核矿山边坡稳定安全的重要数据。因此，设计出裸脚式矿山原地浸矿出渗坡降的室内模型试验装置是当务之急。

技术实现要素：

本实用新型要解决的问题是提供一种裸脚式矿山原地浸矿出渗坡降的室内模型试验装置，为研究裸脚式稀土矿山原地浸矿出渗边界渗流规律、测量出渗坡降、校核矿山边坡稳定性提供试验数据。

本实用新型的技术方案：一种裸脚式矿山原地浸矿出渗坡降的室内模型试验装置，包括无盖土箱，无盖土箱的两端各连接一个无盖水箱，无盖土箱和无盖水箱之间通过隔板分隔，隔板上布有渗透孔，渗透孔靠无盖土箱侧布置有滤网；无盖土箱的一侧设有测压孔，测压孔的里侧布有滤网，外侧连接有直角玻璃管，直角玻璃管与测压孔连接段呈水平状，另一段标有水位刻度且开口向上呈铅垂状态；在无盖水箱的顶部布有供液系统，无盖土箱和无盖水箱安装在支撑架上。

所述的供液系统采用带有刻度和开关的塑料桶。

隔板上渗透孔直径为3—8mm；无盖土箱侧板上测压孔直径为3—8mm，间距为10cm，距箱底距离为10cm。

本实用新型能够很好地模型裸脚式稀土矿山原地浸矿集液沟出渗边界渗流过程，能够为研究裸脚式稀土矿山原地浸矿出渗边界渗流规律、测量出渗坡降、校核矿山边坡稳定性提供试验数据，具有制作简单，操作方便，功能强大的特点。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型测试时的示意图。

图中：1.供液系统，2.无盖土箱，3.无盖水箱，4.隔板，5.测压孔，6.水位，7.填土边坡。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型包括二个供液系统1、一个无盖土箱2、二个无盖水箱3、10个直角玻璃管和一个支撑架。所述的供液系统1采用带有刻度和开关的塑料桶，高度上要高于无盖土箱2的顶部；采用厚度10mm的透明亚克力制作一个无盖长方箱体，强力胶粘牢，内部粘贴两块隔板4，将无盖长方箱体隔成三个空间，其中，中间部分为所述无盖土箱2，两端为所述无盖水箱3，隔板4上布满小孔(渗透孔，直径3—8mm)并覆盖纱布(滤网)，以满足透水和挡土的作用；在无盖土箱2的一个侧板上距离底部10cm高度上每隔10cm钻一个直径3—8mm的测压孔5(共10个)，每个测压孔5上连接一个直角玻璃管，其上标有水位刻度(上端不封口)；无盖土箱2、无盖水箱3放置在支撑架上，支撑架采用边长4cm的方钢管焊接而成。

直角玻璃管可用一段软管连接一根玻璃直管替代，玻璃直管固定成铅垂状态，其上标有水位刻度。

如图2所示，试验时，先在无盖土箱2中分层填充矿土，再往两个无盖水箱3中注水，保持水位不变，待直角玻璃管上读数稳定后，记录每根直角玻璃管的读数，根据坡降的定义，利用下述关系式计算相邻两个测压管(指直角玻璃管)之间的平均出渗坡降，绘制平均出渗坡降沿水平距离的变化曲线。

关系式：

关系式中：i_j为第j段平均出渗坡降；L为第j至第j+1两相邻测压管水平间距；h_j为第j个测压管读数；h_j+1为为第j+1个测压管读数。

改变无盖土箱2中填土边坡7的坡度和两个无盖水箱3中的水位差，再次试验，按上述关系式计算出渗坡降，绘制平均出渗坡降沿水平距离的变化曲线，分析出渗坡降随坡度和水位差的变化规律。