權(quán)利要求

1.礦山地下水污染的多場(chǎng)耦合模擬試驗(yàn)裝置，其特征在于：包括恒溫水浴箱，所述恒溫水浴箱的一側(cè)連通有蓄水箱(1)，所述蓄水箱(1)的外側(cè)設(shè)有控制機(jī)構(gòu)，所述恒溫水浴箱的頂部設(shè)有應(yīng)力加載機(jī)構(gòu)，所述應(yīng)力加載機(jī)構(gòu)包括活動(dòng)連接在所述恒溫水浴箱頂部的覆壓鋼板(10)，所述恒溫水浴箱內(nèi)分別設(shè)有溫度控制機(jī)構(gòu)和監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)，所述恒溫水浴箱內(nèi)還設(shè)有水位控制機(jī)構(gòu)，用于模擬應(yīng)力、滲流、化學(xué)、溫度中二場(chǎng)、三場(chǎng)或四場(chǎng)耦合作用下，礦山開(kāi)采過(guò)程中及礦山廢棄后地下水污染情況及污染物運(yùn)移規(guī)律，所述應(yīng)力加載機(jī)構(gòu)、所述溫度控制機(jī)構(gòu)、所述監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)和所述水位控制機(jī)構(gòu)分別與所述控制機(jī)構(gòu)電性連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的礦山地下水污染的多場(chǎng)耦合模擬試驗(yàn)裝置，其特征在于：所述恒溫水浴箱包括中間巖樣箱(25)，所述中間巖樣箱(25)的兩側(cè)分別通過(guò)打孔鋼板(19)連通有上游水箱(24)和下游水箱(26)，所述上游水箱(24)和所述下游水箱(26)內(nèi)分別設(shè)有水位控制管(6)，所述上游水箱(24)與所述中間巖樣箱(25)之間設(shè)有所述水位控制機(jī)構(gòu)，所述水位控制機(jī)構(gòu)與所述打孔鋼板(19)活動(dòng)連接。 3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的礦山地下水污染的多場(chǎng)耦合模擬試驗(yàn)裝置，其特征在于：所述水位控制機(jī)構(gòu)包括固接在所述打孔鋼板(19)頂部的電機(jī)(13)，所述電機(jī)(13)位于所述打孔鋼板(19)靠近所述中間巖樣箱(25)的一側(cè)，所述電機(jī)(13)的輸出軸固接有主動(dòng)齒輪(14)，所述主動(dòng)齒輪(14)嚙合有從動(dòng)齒輪(15)，所述從動(dòng)齒輪(15)內(nèi)活動(dòng)連接有螺桿(16)，所述螺桿(16)的底部固接有擋水板(18)的頂部，所述電機(jī)(13)與所述控制機(jī)構(gòu)電性連接。 4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的礦山地下水污染的多場(chǎng)耦合模擬試驗(yàn)裝置，其特征在于：所述打孔鋼板(19)上固接有限位座(17)，所述從動(dòng)齒輪(15)的一端位于所述限位座(17)內(nèi)。 5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的礦山地下水污染的多場(chǎng)耦合模擬試驗(yàn)裝置，其特征在于：應(yīng)力加載機(jī)構(gòu)包括設(shè)置在所述恒溫水浴箱外側(cè)的的支架(21)，所述支架(21)的頂面上設(shè)有若干個(gè)推進(jìn)油缸(22)，所述推進(jìn)油缸(22)通過(guò)管路連通有液壓站(23)，任一所述推進(jìn)油缸(22)的底部穿過(guò)所述支架(21)并固接有所述覆壓鋼板(10)，所述覆壓鋼板(10)位于所述中間巖樣箱的正上方，所述液壓站(23)與所述控制機(jī)構(gòu)電性連接。 6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的礦山地下水污染的多場(chǎng)耦合模擬試驗(yàn)裝置，其特征在于：所述溫度控制機(jī)構(gòu)包括設(shè)置在所述恒溫水浴箱底面和側(cè)壁上的電加熱板(7)，所述電加熱板(7)與所述控制機(jī)構(gòu)電性連接。 7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的礦山地下水污染的多場(chǎng)耦合模擬試驗(yàn)裝置，其特征在于：所述監(jiān)測(cè)裝置包括化學(xué)場(chǎng)監(jiān)測(cè)、滲流場(chǎng)監(jiān)測(cè)、溫度場(chǎng)監(jiān)測(cè)和應(yīng)力場(chǎng)監(jiān)測(cè)；所述化學(xué)場(chǎng)監(jiān)測(cè)包括伸入所述中間巖樣箱(25)內(nèi)的陶土探頭(12)，所述陶土探頭(12)與所述控制機(jī)構(gòu)電性連接。 8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的礦山地下水污染的多場(chǎng)耦合模擬試驗(yàn)裝置，其特征在于：所述控制機(jī)構(gòu)包括控制箱(3)和顯示器(4)，所述顯示器(4)、所述電機(jī)(13)、所述液壓站(23)和所述電加熱板(7)分別與所述顯示器(4)電性連接。 9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的礦山地下水污染的多場(chǎng)耦合模擬試驗(yàn)裝置，其特征在于：所述蓄水池和所述上游水箱(24)之間之間通過(guò)水泵(2)連通，所述水泵(2)與所述顯示器(4)電性連接。 10.礦山地下水污染的多場(chǎng)耦合模擬試驗(yàn)方法，基于權(quán)利要求1-9任意一項(xiàng)所述的礦山地下水污染的多場(chǎng)耦合模擬試驗(yàn)裝置，其特征在于：包括以下步驟： a、鋪設(shè)巖石，在中間巖樣箱(25)中鋪設(shè)巖石； b、模擬污染源，在恒溫水浴箱中通水并供給污染物濾液； c、施加壓力，通過(guò)覆壓鋼板(10)向中間巖樣箱(25)中施壓； d、加熱，通過(guò)電加熱板(7)改變恒溫水浴箱中的溫度； e、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，設(shè)置若干監(jiān)測(cè)點(diǎn)，用來(lái)探測(cè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的應(yīng)力狀態(tài)及污染物濃度。

說(shuō)明書

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及環(huán)境工程、礦業(yè)工程和滲流力學(xué)交叉技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種礦山地下水污染的多場(chǎng)耦合模擬試驗(yàn)裝置及方法。

背景技術(shù)

在大面積礦山采動(dòng)影響下，地層、巖層結(jié)構(gòu)遭到大幅度改變，使得開(kāi)采礦山的地下水系統(tǒng)及水資源的天然平衡和補(bǔ)給、徑流、排泄條件發(fā)生了重大變化或者一定程度的破壞。地下水應(yīng)力場(chǎng)的改變，嚴(yán)重破壞了地下水資源和地下水循環(huán)系統(tǒng)，對(duì)地下水化學(xué)場(chǎng)和滲流場(chǎng)產(chǎn)生深刻影響，并引起地下水的水質(zhì)惡化；而地下水滲流場(chǎng)和化學(xué)場(chǎng)的變化又會(huì)進(jìn)一步弱化地層結(jié)構(gòu)，對(duì)地下水應(yīng)力場(chǎng)產(chǎn)生重要影響，造成礦區(qū)水環(huán)境災(zāi)害進(jìn)一步加劇。

礦山廢棄后，礦井水的停止排放導(dǎo)致地下水位迅速回升，水動(dòng)力條件遭到破壞，各含水層與采礦空間之間互相補(bǔ)給。此時(shí)，由于地層結(jié)構(gòu)長(zhǎng)時(shí)間的不穩(wěn)定，巖體應(yīng)力場(chǎng)的變化還會(huì)繼續(xù)，造成巖體的垮落和大幅度的位移，裂隙的張開(kāi)，斷層的活化等，為地下水的污染提供了水力聯(lián)系條件，原來(lái)已被擾動(dòng)的礦區(qū)地下水滲流場(chǎng)和賦存條件再次發(fā)生變異。采礦過(guò)程中產(chǎn)生大量酸性礦井水，連同礦井中大量遺留的生活垃圾、油污、煤泥、煤中各種有害物等，在巖石空隙中運(yùn)動(dòng)，與周圍煤巖壁接觸，產(chǎn)生包括溶解、沉淀、吸附、離子交換、氧化還原等一系列的物理、化學(xué)及生物作用過(guò)程，化學(xué)場(chǎng)發(fā)生明顯變化，污染組分和污染物濃度急劇增加，在含水層中形成更大范圍地下水污染；同時(shí)，污染水與巖石作用的另一個(gè)重要結(jié)果是對(duì)巖石的成分、結(jié)構(gòu)、性狀產(chǎn)生影響，巖石會(huì)遭到機(jī)械和化學(xué)侵蝕等作用而出現(xiàn)軟化或泥化現(xiàn)象，從而降低巖體強(qiáng)度和穩(wěn)定性，造成工程中災(zāi)害性事故。可見(jiàn)，廢棄礦山地下水污染是應(yīng)力場(chǎng)、滲流場(chǎng)和化學(xué)場(chǎng)耦合作用的結(jié)果，而這一污染機(jī)理又不同于礦山開(kāi)采階段。

同時(shí)，隨采礦深度增加，地下采礦區(qū)溫度的逐漸升高都會(huì)與礦山應(yīng)力場(chǎng)、滲流場(chǎng)和化學(xué)場(chǎng)發(fā)生耦合作用，從而共同影響礦區(qū)地下水系統(tǒng)。因此，研究多場(chǎng)耦合作用下，地下水污染物的運(yùn)移規(guī)律，對(duì)解決礦區(qū)地下水環(huán)境災(zāi)害具有重要指導(dǎo)意義。

目前污染物運(yùn)移的研究采用靜態(tài)吸附實(shí)驗(yàn)或室內(nèi)動(dòng)態(tài)一維土柱實(shí)驗(yàn)較多，現(xiàn)有成果多注重研究不同介質(zhì)模型的滲流或應(yīng)力與滲流場(chǎng)的耦合作用關(guān)系，不能完全客觀的模擬礦區(qū)污染物運(yùn)移過(guò)程，特別礦區(qū)地下水溶質(zhì)運(yùn)移可看作地下水多組分反應(yīng)的溶質(zhì)(水滲流場(chǎng)-水化學(xué)場(chǎng))在地質(zhì)環(huán)境物理場(chǎng)(應(yīng)力場(chǎng)-溫度場(chǎng))的四場(chǎng)相互作用中的運(yùn)移過(guò)程模擬系統(tǒng)尚未建立。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種礦山地下水污染的多場(chǎng)耦合模擬試驗(yàn)裝置及方法，以解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下方案：本發(fā)明提供一種礦山地下水污染的多場(chǎng)耦合模擬試驗(yàn)裝置，包括恒溫水浴箱，所述恒溫水浴箱的一側(cè)連通有蓄水箱，所述蓄水箱的外側(cè)設(shè)有控制機(jī)構(gòu)，所述恒溫水浴箱的頂部設(shè)有應(yīng)力加載機(jī)構(gòu)，所述應(yīng)力加載機(jī)構(gòu)包括活動(dòng)連接在所述恒溫水浴箱頂部的覆壓鋼板，所述恒溫水浴箱內(nèi)分別設(shè)有溫度控制機(jī)構(gòu)和監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)，所述恒溫水浴箱內(nèi)還設(shè)有水位控制機(jī)構(gòu)，用于模擬應(yīng)力、滲流、化學(xué)、溫度中二場(chǎng)、三場(chǎng)或四場(chǎng)耦合作用下，礦山開(kāi)采過(guò)程中及礦山廢棄后地下水污染情況及污染物運(yùn)移規(guī)律，所述應(yīng)力加載機(jī)構(gòu)、所述溫度控制機(jī)構(gòu)、所述監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)和所述水位控制機(jī)構(gòu)分別與所述控制機(jī)構(gòu)電性連接。

優(yōu)選的，所述恒溫水浴箱包括中間巖樣箱，所述中間巖樣箱的兩側(cè)分別通過(guò)打孔鋼板連通有上游水箱和下游水箱，所述上游水箱和所述下游水箱內(nèi)分別設(shè)有水位控制管，所述上游水箱與所述中間巖樣箱之間設(shè)有所述水位控制機(jī)構(gòu)，所述水位控制機(jī)構(gòu)與所述打孔鋼板活動(dòng)連接。

優(yōu)選的，所述水位控制機(jī)構(gòu)包括固接在所述打孔鋼板頂部的電機(jī)，所述電機(jī)位于所述打孔鋼板靠近所述中間巖樣箱的一側(cè)，所述電機(jī)的輸出軸固接有主動(dòng)齒輪，所述主動(dòng)齒輪嚙合有從動(dòng)齒輪，所述從動(dòng)齒輪內(nèi)活動(dòng)連接有螺桿，所述螺桿的底部固接有擋水板的頂部，所述電機(jī)與所述控制機(jī)構(gòu)電性連接。

優(yōu)選的，所述打孔鋼板上固接有限位座，所述從動(dòng)齒輪的一端位于所述限位座內(nèi)。

優(yōu)選的，應(yīng)力加載機(jī)構(gòu)包括設(shè)置在所述恒溫水浴箱外側(cè)的的支架，所述支架的頂面上設(shè)有若干個(gè)推進(jìn)油缸，所述推進(jìn)油缸通過(guò)管路連通有液壓站，任一所述推進(jìn)油缸的底部穿過(guò)所述支架并固接有所述覆壓鋼板，所述覆壓鋼板位于所述中間巖樣箱的正上方，所述液壓站與所述控制機(jī)構(gòu)電性連接。

優(yōu)選的，所述溫度控制機(jī)構(gòu)包括設(shè)置在所述恒溫水浴箱底面和側(cè)壁上的電加熱板，所述電加熱板與所述控制機(jī)構(gòu)電性連接。

優(yōu)選的，所述監(jiān)測(cè)裝置包括化學(xué)場(chǎng)監(jiān)測(cè)、滲流場(chǎng)監(jiān)測(cè)、溫度場(chǎng)監(jiān)測(cè)和應(yīng)力場(chǎng)監(jiān)測(cè)；所述化學(xué)場(chǎng)監(jiān)測(cè)包括伸入所述中間巖樣箱內(nèi)的陶土探頭，所述陶土探頭與所述控制機(jī)構(gòu)電性連接。

優(yōu)選的，所述控制機(jī)構(gòu)包括控制箱和顯示器，所述顯示器、所述電機(jī)、所述液壓站和所述電加熱板分別與所述顯示器電性連接。

優(yōu)選的，所述蓄水池和所述上游水箱之間之間通過(guò)水泵連通，所述水泵與所述顯示器電性連接。

優(yōu)選的，一種礦山地下水污染的多場(chǎng)耦合模擬試驗(yàn)方法，包括以下步驟：

a、鋪設(shè)巖石，在中間巖樣箱中鋪設(shè)巖石；

b、模擬污染源，在恒溫水浴箱中通水并供給污染物濾液；

c、施加壓力，通過(guò)覆壓鋼板向中間巖樣箱中施壓；

d、加熱，通過(guò)電加熱板改變恒溫水浴箱中的溫度；

e、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，設(shè)置若干監(jiān)測(cè)點(diǎn)，用來(lái)探測(cè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的應(yīng)力狀態(tài)及污染物濃度。

本發(fā)明公開(kāi)了以下技術(shù)效果：

1.實(shí)現(xiàn)了應(yīng)力場(chǎng)、化學(xué)場(chǎng)、滲流場(chǎng)和溫度場(chǎng)的四場(chǎng)耦合，使污染物運(yùn)移過(guò)程所處的模擬環(huán)境更加接近真實(shí)的自然條件，科學(xué)、精準(zhǔn)的模擬實(shí)現(xiàn)了礦山地下水污染物在多場(chǎng)耦合作用下運(yùn)移過(guò)程。

2.本發(fā)明設(shè)計(jì)一種應(yīng)力、水頭壓力、污染物初始濃度、場(chǎng)地溫度均可調(diào)節(jié)的實(shí)驗(yàn)裝置，便于對(duì)比分析不同條件下污染物運(yùn)移規(guī)律。

3.本發(fā)明中污染物的運(yùn)移過(guò)程為三維過(guò)程。

4.本發(fā)明可以模擬非均質(zhì)地質(zhì)條件且同時(shí)含有飽和層與非飽和層，可同時(shí)監(jiān)測(cè)污染物在不同地質(zhì)條件下的運(yùn)移規(guī)律。

5.本發(fā)明可模擬礦山從開(kāi)采到廢棄的生命周期全過(guò)程，揭示不同階段礦區(qū)地下水污染變化規(guī)律。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明礦山地下水污染的多場(chǎng)耦合模擬試驗(yàn)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為恒溫水浴箱的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為測(cè)量井的俯視圖；

圖4為水位控制機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；

其中：1、蓄水箱；2、水泵；3、控制箱；4、顯示器；6、水位控制管；7、電加熱板；8、液位計(jì)；9、出水口；10、覆壓鋼板；11、測(cè)量井；12、陶土探頭；13、電機(jī)；14、主動(dòng)齒輪；15、從動(dòng)齒輪；16、螺桿；17、限位座；18、擋水板；19、打孔鋼板；20、玻璃板；21、支架；22、油缸；23、液壓站；24、上游水箱；25、中間巖樣箱；26、下游水箱。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。

參照?qǐng)D1-4，本發(fā)明提供一種礦山地下水污染的多場(chǎng)耦合模擬試驗(yàn)裝置，包括恒溫水浴箱，恒溫水浴箱為長(zhǎng)方體，前側(cè)面為不小于2cm厚玻璃板20，玻璃板20為有機(jī)玻璃，其余側(cè)面可選為1.5cm厚鋼板，且有機(jī)玻璃與鋼板之間采用螺栓固接并做防水處理，恒溫水浴箱的一側(cè)連通有蓄水箱1，蓄水箱1內(nèi)部裝有實(shí)際污染源通過(guò)淋濾獲得的實(shí)際水樣，蓄水箱1的外側(cè)設(shè)有控制機(jī)構(gòu)，恒溫水浴箱的頂部設(shè)有應(yīng)力加載機(jī)構(gòu)，應(yīng)力加載機(jī)構(gòu)包括活動(dòng)連接在恒溫水浴箱頂部的覆壓鋼板10，以保證實(shí)驗(yàn)過(guò)程中上游水箱、下游水箱水位保持不變，多塊覆壓鋼板10拼接后尺寸與中間巖樣箱25的橫截面積相同，恒溫水浴箱內(nèi)分別設(shè)有溫度控制機(jī)構(gòu)和監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)，恒溫水浴箱內(nèi)還設(shè)有水位控制機(jī)構(gòu)，用于模擬應(yīng)力、滲流、化學(xué)、溫度中二場(chǎng)、三場(chǎng)或四場(chǎng)耦合作用下，礦山開(kāi)采過(guò)程中及礦山廢棄后地下水污染情況及污染物運(yùn)移規(guī)律，應(yīng)力加載機(jī)構(gòu)、溫度控制機(jī)構(gòu)、監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)和水位控制機(jī)構(gòu)分別與控制機(jī)構(gòu)電性連接。

本發(fā)明以蓄水箱1注入到恒溫水浴箱中的化學(xué)污染物為研究對(duì)象，可同時(shí)改變中間巖樣箱25表面壓力，污染物濃度和場(chǎng)地溫度，監(jiān)測(cè)并記錄某一時(shí)間段內(nèi)污染物濃度分布情況，實(shí)現(xiàn)多場(chǎng)耦合作用下污染物運(yùn)移過(guò)程模擬，提高了多場(chǎng)耦合作用下污染物運(yùn)移研究的準(zhǔn)確性，使之測(cè)試結(jié)果更全面。

進(jìn)一步優(yōu)化方案，恒溫水浴箱包括中間巖樣箱25，中間巖樣箱25的兩側(cè)分別通過(guò)打孔鋼板19連通有上游水箱24和下游水箱26，打孔鋼板19上粘有一層薄的土工織物以防巖樣流失，上游水箱24和下游水箱26內(nèi)分別設(shè)有水位控制管6，上游水箱24內(nèi)設(shè)有液位計(jì)8，用于觀察內(nèi)部液面位置，上游水箱24與中間巖樣箱25之間設(shè)有水位控制機(jī)構(gòu)，水位控制機(jī)構(gòu)與打孔鋼板19活動(dòng)連接。實(shí)驗(yàn)時(shí)水流由上游水箱24流經(jīng)中間巖樣箱25至下游水箱26，模擬地下水流動(dòng)過(guò)程，水位控制管6與水箱形成連通器，調(diào)節(jié)水位控制管6外側(cè)端口的高度，實(shí)現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中對(duì)上下游水箱水位的控制。

進(jìn)一步優(yōu)化方案，水位控制機(jī)構(gòu)包括固接在打孔鋼板19頂部的電機(jī)13，電機(jī)13位于打孔鋼板19靠近中間巖樣箱25的一側(cè)，電機(jī)13的輸出軸固接有主動(dòng)齒輪14，主動(dòng)齒輪14嚙合有從動(dòng)齒輪15，從動(dòng)齒輪15內(nèi)活動(dòng)連接有螺桿16，螺桿16的底部固接有擋水板18的頂部，電機(jī)13與控制機(jī)構(gòu)電性連接。

進(jìn)一步優(yōu)化方案，打孔鋼板19上固接有限位座17，從動(dòng)齒輪15的一端位于限位座17內(nèi)。

進(jìn)一步優(yōu)化方案，應(yīng)力加載機(jī)構(gòu)包括設(shè)置在恒溫水浴箱外側(cè)的的支架21，支架21的頂面上設(shè)有若干個(gè)推進(jìn)油缸22，推進(jìn)油缸22通過(guò)管路連通有液壓站23，任一推進(jìn)油缸22的底部穿過(guò)支架21并固接有覆壓鋼板10，覆壓鋼板10位于中間巖樣箱25的正上方，液壓站23與控制機(jī)構(gòu)電性連接，實(shí)驗(yàn)時(shí)通過(guò)替換調(diào)節(jié)中間巖樣箱25表面的覆壓鋼板10，控制箱中巖樣所承受的整體壓應(yīng)力。

進(jìn)一步優(yōu)化方案，溫度控制機(jī)構(gòu)包括設(shè)置在恒溫水浴箱底面和側(cè)壁上的電加熱板7，電加熱板7為陶瓷電加熱板，電加熱板7與控制機(jī)構(gòu)電性連接，以給恒溫水浴箱中的液體加熱，達(dá)到恒溫的目的，同時(shí)，通過(guò)控制系統(tǒng)控制恒溫水浴箱內(nèi)溫度值在5℃-40℃范圍內(nèi)，并可進(jìn)行調(diào)節(jié)。

進(jìn)一步優(yōu)化方案，監(jiān)測(cè)裝置包括化學(xué)場(chǎng)監(jiān)測(cè)、滲流場(chǎng)監(jiān)測(cè)、溫度場(chǎng)監(jiān)測(cè)和應(yīng)力場(chǎng)監(jiān)測(cè)裝置；化學(xué)場(chǎng)監(jiān)測(cè)包括伸入中間巖樣箱25內(nèi)的陶土探頭12，用于測(cè)量pH、水位、溫度、電導(dǎo)率、氧化還原電位、溶解氧，其他水質(zhì)指標(biāo)通過(guò)取樣測(cè)定；滲流場(chǎng)監(jiān)測(cè)主要設(shè)置通過(guò)水箱和中間巖樣箱25內(nèi)放置測(cè)壓探頭連接水壓監(jiān)測(cè)儀(圖中未顯示)組成。實(shí)現(xiàn)了應(yīng)力場(chǎng)、化學(xué)場(chǎng)、滲流場(chǎng)和溫度場(chǎng)的四場(chǎng)耦合，使污染物運(yùn)移過(guò)程所處的模擬環(huán)境更加接近真實(shí)的自然條件，科學(xué)、精準(zhǔn)的模擬實(shí)現(xiàn)了礦山地下水污染物在多場(chǎng)耦合作用下運(yùn)移過(guò)程。

在中間巖樣箱25的中部位置縱向等距離選取3個(gè)截面，每個(gè)界面上以3*3的形式布置9個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，整體一共布設(shè)27個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，且同一豎直線上的3個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位于同一測(cè)量井11內(nèi)；每個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位置分別埋置應(yīng)力盒和陶土探頭12用于探測(cè)該點(diǎn)處應(yīng)力狀態(tài)及污染物濃度，應(yīng)力盒及陶土探頭12的數(shù)據(jù)線通過(guò)中間巖樣箱25背面預(yù)留的小孔引出連接至數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)(圖中未顯示)。

進(jìn)一步優(yōu)化方案，控制機(jī)構(gòu)包括控制箱3和顯示器4，顯示器4、電機(jī)13、液壓站23和電加熱板7分別與顯示器4電性連接。

進(jìn)一步優(yōu)化方案，蓄水箱1設(shè)置并連接有出水管，出水管另一端經(jīng)過(guò)水泵2連接上游水箱24，水泵2與顯示器3電性連接，通過(guò)控制箱4控制流向上游水箱24中的水，確保控制箱3中有充足是水量。

一種礦山地下水污染的多場(chǎng)耦合模擬試驗(yàn)方法，包括以下步驟：

a、鋪設(shè)巖石，在中間巖樣箱25中鋪設(shè)巖石，依據(jù)實(shí)際地層簡(jiǎn)化，在中間巖樣箱25中分層堆疊不同粒徑，不同種類的巖石；

b、模擬污染源，上游水箱24與蓄水箱1通過(guò)水泵2流入上游水箱24從而實(shí)現(xiàn)向中間巖樣箱25供給污染物濾液，控制供給速度為某一恒定值，模擬污染源；

c、施加壓力，在中間巖樣箱25表面覆壓鋼板10，通過(guò)液壓系統(tǒng)控制推進(jìn)油缸22實(shí)現(xiàn)對(duì)巖樣整體或局部所受壓應(yīng)力的控制；

d、加熱，通過(guò)控制系統(tǒng)控制電加熱板7，從而達(dá)到不同需求溫度，實(shí)現(xiàn)不同溫度的控制；

e、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，在中間巖樣箱25中，等間距選取3個(gè)截面，每個(gè)截面上以3*3的形式設(shè)置9個(gè)測(cè)量井11，整體一共布設(shè)27個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，每個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位置分別布置應(yīng)力盒和陶土探頭12用以探測(cè)該點(diǎn)處應(yīng)力狀態(tài)及污染物濃度。

在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語(yǔ)“縱向”、“橫向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。

以上所述的實(shí)施例僅是對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選方式進(jìn)行描述，并非對(duì)本發(fā)明的范圍進(jìn)行限定，在不脫離本發(fā)明設(shè)計(jì)精神的前提下，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做出的各種變形和改進(jìn)，均應(yīng)落入本發(fā)明權(quán)利要求書確定的保護(hù)范圍內(nèi)。

礦山地下水污染的多場(chǎng)耦合模擬試驗(yàn)裝置及方法.pdf