离子型稀土原地浸矿滑坡试验系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于地质灾害模型试验领域，设及一种滑坡实验系统，尤其设及一种离子 型稀±原地浸矿滑坡试验系统。
【背景技术】
[0002] 中国是稀±资源大国，目前已探明的稀±工业储量占已知世界稀±储量的80%。 南W重稀±为主，北W轻稀±为主。南方离子型稀±矿床类型为"风化壳型"，富含锭、铺、铺 等现代高新技术和国防等尖端领域所必需的中重稀±元素，是我国的优势矿产资源和战略 资源。离子吸附型稀上风化壳矿床中约75%-95%的稀±元素呈阳离子状态吸附在如高 岭±、蒙脱石中，其余10%的稀±元素呈矿物象、类质同象和固体分散象的形态存在，所W 目前采用硫酸锭浸取液来浸溶矿石W获得离子型稀±离子。
[0003] 离子型稀±矿的开采在80年代开始采用池浸工艺、堆浸工艺，目前采用原地浸矿 工艺。池浸工艺、堆浸工艺需剥离表±、开挖矿石，会造成严重的水±流失、环境污染等问 题，现已被国家明令禁止用于稀±矿的开采。原地浸矿工艺不需剥离表±、不开挖矿石，将 浸矿溶液即硫酸锭溶液经注液井注入天然埋藏条件下的风化矿体，浸矿剂溶液中的阳离子 在静压渗浸条件下将吸附在粘±表面的稀±离子交换下来形成母液，母液从收液工程系统 流出，用草酸沉淀母液中的稀±。虽然"原地浸矿"方法克服了池侵、堆浸工艺的许多缺点， 但因需人工用洛阳伊开挖大量的注液井、大量浸矿液通过注液井注入地下矿层W及浸矿液 对矿体的长时间浸泡、侵蚀作用，而离子型稀±矿的原岩主要为含矿花岗岩，原矿外形似 ±，强度较低，注液对山体原有的岩±应力平衡状态造成破坏，地层扰动明显，对斜坡稳定 性、±的物理力学性质影响很大，倘若矿体浸矿周期较长，从注液井下渗的浸矿液将使矿体 加重，增加向下的下滑力而使得山坡上出现大小不等的裂缝，甚至引起注液井的巧塌而诱 发滑坡，采场滑坡事故也常在原地浸矿采矿过程中发生，对人民群众的生命财产造成严重 危害。因此，对离子型稀±矿山原地浸矿滑坡的研究，可对原地浸矿稀±矿山滑坡防治提供 基础研究依据，对减灾避灾、促进区域可持续发展战略实施具有重要意义。
[0004] 近几十年来，国内外在滑坡灾害的成因机理、预测预报等方面做了大量研究。当滑 坡进入快速滑动时，难W观测滑体内部的变形破坏，采用原位测试需较高的费用。作为地质 力学模型试验的一种类型，采用室内滑坡模型实验却可W有效地进行观测，所W，滑坡模型 实验受到滑坡工程学研究者的欢迎而广泛使用。
[0005] 目前，滑坡模型试验系统一般由试验箱、坡体加载装置和测量装置组成，大多数的 滑坡模拟实验装置采用边坡倾斜角度固定不变的方式，按照滑坡介质类型可分为岩质滑坡 与±质滑坡试验装置，有的实验装置考虑了降雨对滑坡的影响，有的考虑了库水位升降对 滑坡的影响，有的装置埋设了 ±压力盒、孔隙水压力计等传感器。但原地浸矿工艺作为一种 特殊的改性工艺、离子型稀±矿体是一复杂的类±体，对离子型稀±原地浸矿滑坡的试验 研究很少，且目前的滑坡试验模型试验系统存在W下几方面的不足：
[0006] (1)采用传感器的常规测量装置因传感器相对模型试验箱的尺寸较大，需加大试 验箱的尺寸，避免传感器的移动对传感器周围的±体扰动，w提高试验精度，该样使得试验 装置的体积较大。
[0007] (2)现有带降雨装置的试验装置，仅考虑了雨水入渗对边坡稳定的影响，该和原地 浸矿注液对坡体稳定的影响是不一样的，南方离子型稀±矿山在风化过程中易形成形态各 异的风化壳，薄则数厘米，厚则数十米，其斜坡破坏形式及滑动面与均质±层或基岩滑坡有 明显的区别，在原地浸矿注液作用下，变形及破坏规律与均质±质滑坡形态及特征有较为 明显的区别，所W常规试验装置做原地浸矿注液对滑坡的影响试验不能完全反映稀上矿山 滑坡的规律。因为离子型稀±矿采用注液井，浸矿液之间有渗流作用，同时由于矿体地质条 件和水文条件的复杂性W及开采的实际过程中受众多因素的影响，比如在注液井间距W及 注液井深度的选择时，需要考虑到矿体的饱水率、浸矿周期W及矿体液的高峰期。
【发明内容】
[0008] 本发明所要解决的技术问题是提供一种离子型稀±原地浸矿滑坡试验系统，是集 浸矿注液控制部分、位移监测部分、渗透测试部分于一体的离子型稀±原地浸矿滑坡试验 平台。
[0009] 为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案；一种离子型稀±原地浸矿滑坡 试验系统，包括箱体，布置于箱体顶部的浸矿注液控制部分，设置于箱体中的位移监测部 分、渗透测试部分，布置于箱体底部的出水装置；
[0010] 所述的箱体四周壁为透明的钢化玻璃，箱体底板为普通钢板，箱体底部四角安装 有支腿；
[0011] 所述的浸矿注液控制部分包括供水箱，供水箱的底部连通有供水管，供水管上布 置有流量计和供水开关，在供水管出口下的滑坡体上布置有原地浸矿注液管；
[0012] 所述的位移监测部分包括设置于箱体中的滑坡床，滑坡床上布置有滑坡体，在坡 前的箱体壁上安装有激光测距仪，滑坡体的表面设置有与激光测距仪对应的光学测点；在 坡前、坡后的箱体正面壁上分别标有高度刻度，在坡前的箱体正面壁下角上还标有角度刻 度；在箱体底部的中央安装有测重仪；
[0013] 所述的渗透测试部分包括布置于箱体内底层的滤水层，滤水层上布置滑坡床，在 坡前、坡后的箱体侧壁上分别安装有水位计，水位计的下端连通于滑坡床的底部；
[0014] 所述的出水装置包括连通于箱体底部的出水管，出水管上设有出水开关，出水管 的出口下设置有集水箱。
[0015] 所述的滤水层包括滤石，滤石上铺有滤网。
[0016] 本发明的有益效果：
[0017] 1、本发明通过人工控制原地浸矿注液量，通过渗透测试部分量测在不同浸液强度 下稀±矿体的参透系数与±体强度的关系，通过位移监测部分监测滑坡体位移，通过浸矿 注液控制部分和位移监测部分模拟离子型稀±原地浸矿在不同注液量、不同注液时期滑坡 的变形与破坏过程。
[0018]2、本发明滑坡模型箱体的四周面板采用透明的钢化玻璃制作，钢化玻璃正面板通 过模型箱的角钢支架连接，有利于观察、记录滑坡过程。
[0019] 3、本发明集成了浸矿注液控制部分、位移监测部分、渗透测试部分，原地浸矿注液 部分模拟离子型稀±原地浸矿生产时的注液情况，渗透测试部分和位移监测部分可w全程 获得滑坡的渗透参数和位移量。
[0020] 4、本发明自动化程度高，能用来进行稀±矿山原地浸矿滑坡在多因素作用下的变 形破坏试验