CN203117197U - 高潜水条件下煤矸石复垦地水气热运移模拟柱 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及高潜水条件下煤矸石复垦地水气热运移模拟柱，包括上段柱身和下段柱身，上段柱身上纵向依次开设有至少一个第一监测孔、至少一个第二监测孔和至少一个第三监测孔以及至少一个斜嘴孔，下段柱身上横向开设有至少一个进液孔，下段柱身的底侧面上开设有渗沥液接收口，上段柱身端口上设有下法兰口，下段柱身端口上设有与下法兰口相对应的上法兰口，下法兰口与上法兰口之间设有具有微孔的窗纱，上段柱身和下段柱身通过螺栓穿过下法兰口和上法兰口上的定位孔相法兰连接。所述的高潜水条件下煤矸石复垦地水气热运移模拟柱，采用此种设计的模拟柱，可以大大降低水槽的高度，节约了实验室的空间。
Description
技术领域
本实用新型涉及利用煤矸石进行土地复垦的实用室模拟仪器的领域，尤其是一种高潜水条件下煤矸石复垦地水气热运移模拟柱。
背景技术
毛细水的运动是重要的水文过程，水对于农业种植起着决定性的作用，毛细管水的上升量的多少及上升高度直接影响作物的生长状况。室内土柱模拟的方法研究了浅层地下水位埋深条件下土壤表层的水盐控制问题。
采用煤矸石进行填充复垦，是塌陷区重建的主要方式。煤矸石是采煤过程和洗煤过程中排放的固体废物，是一种在成煤过程中与煤层伴生的一种含碳量较低、比煤坚硬的黑灰色岩石。包括巷道掘进过程中的掘进矸石、采掘过程中从顶板、底板及夹层里采出的矸石以及洗煤过程中挑出的洗矸石。其主要成分是Al2O3、SiO2，另外还含有数量不等的Fe2O3、CaO、MgO、Na2O、K2O、P2O5、SO3和微量稀有元素(镓、钒、钛、钴)。塌陷区的地下水位较高，填充复垦为农业用地后，煤矸石层浸入地下水中，如果煤矸石对地下水具有吸附作用，可以将地下水供给上部土壤，对植物生长会起着积极的作用。尤其是干旱的年份，更显得尤为重要。
目前还没有专门针对高潜水条件下煤矸石复垦地水气热运移模拟柱的专门设备。现有的设备多为模拟均质土壤，直径较小，且壁厚较薄，煤矸石的直径最大可达15cm，本设计的柱体达50cm直径，采用加厚有机玻璃。地下水的模拟用马氏瓶或者直接将土柱放入水槽中，前者占用较大的实验室面积且增加投入，而后者的支架需要为铁制支架，一方面需要水槽有很高的高度，另一方面会造成锈蚀。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是：为了克服上述中存在的问题，提供一种高潜水条件下煤矸石复垦地水气热运移模拟柱，其设计结构合理、新颖并且能够节约实验室空间。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种高潜水条件下煤矸石复垦地水气热运移模拟柱，包括上段柱身和插置在水槽中的下段柱身，所述的上段柱身上纵向依次开设有至少一个第一监测孔、至少一个第二监测孔和至少一个第三监测孔以及至少一个斜嘴孔，下段柱身上横向开设有至少一个进液孔，下段柱身的底侧面上开设有渗沥液接收口，在渗沥液接收口上可以安装阀门，可以供淋溶实验使用，所述的上段柱身端口上设有下法兰口，下段柱身端口上设有与下法兰口相对应的上法兰口，下法兰口和上法兰口上均圆周开设有复数个定位孔，下法兰口与上法兰口之间设有具有微孔的窗纱，所述的上段柱身和下段柱身通过螺栓穿过下法兰口和上法兰口上的定位孔相法兰连接。
所述的定位孔的孔径为1cm。
所述的窗纱表面上微孔的孔径为0.1cm。
所述的第一监测孔的数量为9个，其孔径为2.5cm，相邻两第一监测孔之间的间距为10cm；
所述的第二监测孔的数量为9个，其孔径为1.5cm，相邻两第二监测孔之间的间距为10cm；
所述的第三监测孔的数量为4个，其孔径为1.5cm，相邻两第三监测孔之间的间距为20cm；
第一监测孔、第二监测孔和第三监测孔可以置入传感器进行水气热的实时监测；
斜嘴孔的数量为9个，其斜嘴孔的中心轴线与水平面之间夹角为20°，嘴长为5cm，相邻两斜嘴孔之间的间距为10cm；
所述的进液孔的数量为10个。
为了能够增加柱体的稳定性，所述的上段柱身与下法兰口之间的连接处设有复数个斜撑。
为了能够模拟上部降雨时，煤矸石污染物的释放情况，所述的渗沥液接收口的孔径为1.5cm，其嘴长为3cm。
本实用新型的有益效果是：所述的高潜水条件下煤矸石复垦地水气热运移模拟柱，采用此种设计的模拟柱，不仅比支架稳固，而起可以大大降低水槽的高度，节约了实验室的空间；在渗沥液收集口设有阀门，可供模拟灌溉实验时收集渗沥液使用，为高潜水条件下煤矸石复垦地的水气热运移提供了室内模拟的条件。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
图1是本实用新型的主视图；
图2是本实用新型的后视图。
图中1.上段柱身，11.第一监测孔，12.第二监测孔，13.第三监测孔，14.斜嘴孔，15.下法兰口，2.下段柱身，21.进液孔，22.渗沥液接收口，23.上法兰口，3.窗纱，4.斜撑。
具体实施方式
现在结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本实用新型的基本结构，因此其仅显示与本实用新型有关的构成。
如图1和图2所示的高潜水条件下煤矸石复垦地水气热运移模拟柱，包括上段柱身1和插置在水槽中的下段柱身2，在上段柱身1上纵向依次开设有9个第一监测孔11、9个第二监测孔12和4个第三监测孔13以及9个斜嘴孔14，第一监测孔11的孔径为2.5cm，相邻两第一监测孔11之间的间距为10cm；第二监测孔12的孔径为1.5cm，相邻两第二监测孔12之间的间距为10cm；第三监测孔13的孔径为1.5cm，相邻两第三监测孔13之间的间距为20cm；斜嘴孔14的数量为9个，其斜嘴孔14的中心轴线与水平面之间夹角为20°，嘴长为5cm，相邻两斜嘴孔14之间的间距为10cm，下段柱身2上横向开设有10个进液孔21，下段柱身2的底侧面上开设有渗沥液接收口22，渗沥液接收口22的孔径为1.5cm，其嘴长为3cm，在渗沥液接收口22上可以设有阀门，可供淋溶实验使用，在上段柱身1端口上设有下法兰口15，上段柱身1与下法兰口15之间的连接处设有复数个斜撑4，下段柱身2端口上设有与下法兰口15相对应的上法兰口23，下法兰口15和上法兰口23上均圆周开设有复数个定位孔，定位孔的孔径为1cm，下法兰口15与上法兰口23之间设有具有微孔的窗纱3，窗纱3表面上微孔的孔径为0.1cm，上段柱身1和下段柱身2通过螺栓穿过下法兰口15和上法兰口23上的定位孔相法兰连接。
本实用新型的高潜水条件下煤矸石复垦地水气热运移模拟柱，将上段柱身1和下段柱身2通过法兰相连接，下段柱身2进入水槽中，水槽中的水可以通过下段柱身2上的进液孔21进入下段柱身2内，下段柱身2高度为5cmm，不仅比另设支架稳固，而且可以大大减小水槽的高度，节约了实验室的空间，在渗沥液接收口22上有阀门，可供淋溶实验使用。
以上述依据本实用新型的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项实用新型技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项实用新型的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
Claims (6)
1.一种高潜水条件下煤矸石复垦地水气热运移模拟柱，其特征是：包括上段柱身(1)和插置在水槽中的下段柱身(2)，所述的上段柱身(1)上纵向依次开设有至少一个第一监测孔(11)、至少一个第二监测孔(12)和至少一个第三监测孔(13)以及至少一个斜嘴孔(14)，下段柱身(2)上横向开设有至少一个进液孔(21)，下段柱身(2)的底侧面上开设有渗沥液接收口(22)，所述的上段柱身(1)端口上设有下法兰口(15)，下段柱身(2)端口上设有与下法兰口(15)相对应的上法兰口(23)，下法兰口(15)和上法兰口(23)上均圆周开设有复数个定位孔，下法兰口(15)与上法兰口(23)之间设有具有微孔的窗纱(3)，所述的上段柱身(1)和下段柱身(2)通过螺栓穿过下法兰口(15)和上法兰口(23)上的定位孔相法兰连接。
2.根据权利要求1所述的高潜水条件下煤矸石复垦地水气热运移模拟柱，其特征是：所述的定位孔的孔径为1cm。
3.根据权利要求1所述的高潜水条件下煤矸石复垦地水气热运移模拟柱，其特征是：所述的窗纱(3)表面上微孔的孔径为0.1cm。
4.根据权利要求1所述的高潜水条件下煤矸石复垦地水气热运移模拟柱，其特征是：所述的第一监测孔(11)的数量为9个，其孔径为2.5cm，相邻两第一监测孔(11)之间的间距为10cm；
所述的第二监测孔(12)的数量为9个，其孔径为1.5cm，相邻两第二监测孔(12)之间的间距为10cm；
所述的第三监测孔(13)的数量为4个，其孔径为1.5cm，相邻两第三监测孔(13)之间的间距为20cm；
所述的斜嘴孔(14)的数量为9个，其斜嘴孔(14)的中心轴线与水平面之间夹角为20°，嘴长为5cm，相邻两斜嘴孔(14)之间的间距为10cm；
所述的进液孔(21)的数量为10个。
5.根据权利要求1所述的高潜水条件下煤矸石复垦地水气热运移模拟柱，其特征是：所述的上段柱身(1)与下法兰口(15)之间的连接处设有复数个斜撑(4)。
6.根据权利要求1所述的高潜水条件下煤矸石复垦地水气热运移模拟柱，其特征是：所述的渗沥液接收口(22)的孔径为1.5cm，其嘴长为3cm。
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| CN106093343B (zh) * | 2016-06-07 | 2018-01-23 | 中国矿业大学 | 一种煤矸石井下充填污染物释放模拟装置及方法 |
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