地下水淋滤模拟装置和方法

技术领域

本申请涉及地下水淋滤技术领域，尤其涉及一种地下水淋滤模拟装置和方法。

背景技术

现阶段使用的用于矿井涌(突)水水源判识及水文地球化学过程分析的淋滤实验装置等，往往都忽略了各岩层沿深度上组成成分变化的影响及不同区域的组成特性差异，导致模拟实验的过程中化学反应类型及反应程度与真实过程差异较大偏离实际情况；另一方面，在现有的地下水等淋滤实验中，往往不考虑利用区域含水层结构开采前后的渗透性变异等内容对地下水渗透过程及机制进行分析，导致基于水化学特征所得到的数据存在一定偏差，分析结果可信程度降低。

此外，目前使用的淋滤实验装置一般存在淋滤柱中仅能放置单种被淋滤介质，无法实现模拟多层介质叠加作用下的复杂地质体，无法实现从特定含水层为淋滤起点进行模拟；淋滤装置使用的淋滤液及淋滤材料难以适应不同目的的淋滤模拟，且实验重现性差。

发明内容

有鉴于此，本申请的目的在于提出一种地下水淋滤模拟装置和方法。

基于上述目的，本申请提供了一种地下水淋滤模拟装置，包括：

不同高度的有机玻璃管、岩层模拟材料、淋滤液和蠕动泵；

每一所述有机玻璃管用于放置一种对应高度的所述岩层模拟材料；

所述有机玻璃管能够组合得到有机玻璃管组，用于模拟地下岩层；

所述蠕动泵与所述有机玻璃管组的下端相连，用于将所述淋滤液从置有所述岩层模拟材料的有机玻璃管组的下端泵至所述有机玻璃管组的上端。

在一种可能的实现方式中，所述装置，还包括：过水垫片和尼龙丝网；所述有机玻璃管上还设置有上螺纹口和下螺纹口；

所述过水垫片和尼龙丝网设置于所述有机玻璃管的上螺纹口处和下螺纹口处，用于分隔不同种类的所述岩层模拟材料。

在一种可能的实现方式中，所述有机玻璃管能够组合得到有机玻璃管组，包括：

响应于所述有机玻璃管的数量为一，将所述有机玻璃管作为所述有机玻璃管组；

响应于所述有机玻璃管的数量大于一，至少两个所述有机玻璃管间通过所述上螺纹口和所述下螺纹口实现螺纹连接，得到所述有机玻璃管组。

在一种可能的实现方式中，所述有机玻璃管侧壁上设置有分层取样口；

所述分层取样口设置于所述有机玻璃管的上螺纹接口的下端，用于获取经过对应有机玻璃管中所述岩层模拟材料的所述淋滤液。

基于同一发明构思，本申请实施例还提供了一种利用如权利要求1-4任一所述的装置进行的地下水淋滤模拟方法，包括：

根据计算得到的各层岩层模拟材料的放入厚度，选择对应厚度的所述有机玻璃管；将对应厚度的所述有机玻璃管组合得到有机玻璃管组；

根据所述各层岩层模拟材料的放入厚度计算得到各层岩层模拟材料的放入质量；

根据所述各层岩层模拟材料的放入质量，将各层所述岩层模拟材料依次放入有机玻璃管组对应的有机玻璃管中；

启动蠕动泵，将淋滤液从所述有机玻璃管组的下端泵至所述有机玻璃管组的上端。

在一种可能的实现方式中，通过下述方法计算所述各层岩层模拟材料的放入厚度：

确定各层所述岩层模拟材料的厚度比例；

根据所述厚度比例和获取的岩层模拟材料的总厚度，计算得到各层所述岩层模拟材料的厚度。

在一种可能的实现方式中，所述根据所述各层岩层模拟材料的放入厚度计算得到各层岩层模拟材料的放入质量，包括：

计算各层所述岩层模拟材料的干密度，根据所述各层岩层模拟材料的放入厚度和所述干密度确定各层所述岩层模拟材料的放入质量。

在一种可能的实现方式中，通过下述方法计算所述岩层模拟材料的干密度：

将风干后的所述岩层模拟材料装入击实盒中击实，得到所述岩层模拟材料的体积和质量；

根据所述岩层模拟材料的体积和质量，计算得到所述岩层模拟材料的干密度。

在一种可能的实现方式中，所述方法，还包括：

响应于蠕动泵将淋滤液泵至有机玻璃管组的上端，从不同的分层取样口获取经过不同所述岩层模拟材料的淋滤液。

在一种可能的实现方式中，所述方法，还包括：

在利用所述淋滤液对所述岩层模拟材料进行淋滤之前，在预设时间内，利用蠕动泵循环将蒸馏水从所述有机玻璃管的下端泵至所述有机玻璃管的上端。

从上面所述可以看出，本申请实施例提供的地下水淋滤模拟装置和方法，通过在有机玻璃管组中放置多层岩层模拟材料，实现对多层岩层叠加作用下的复杂地质体进行模拟，且有机玻璃管组中的岩层模拟材料可以根据需要模拟的实际地质情况进行增减，可以实现从特定含水层作为淋滤起点的淋滤模拟，可以适应不同目的的淋滤试验。此外，本申请实施例中的淋滤液的流向是从有机玻璃管组的下端至上端，可以使得淋滤液充分浸润岩层模拟材料，更加有效的模拟出实际情况。

附图说明

为了更清楚地说明本申请或相关技术中的技术方案，下面将对实施例或相关技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例的地下水淋滤模拟装置结构图；

图2为本申请实施例的有机玻璃管连接组件示意图；

图3为本申请实施例的地下水淋滤模拟方法流程图。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本申请进一步详细说明。

需要说明的是，除非另外定义，本申请实施例使用的技术术语或者科学术语应当为本申请所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本申请实施例中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。

如背景技术部分所述，相关技术中的地下水淋滤模拟装置忽略了各岩层沿深度上组成成分变化的影响及不同区域的组成特性差异，导致模拟实验的过程中化学反应类型及反应程度与真实过程差异较大偏离实际情况，另一方面，在现有的地下水等淋滤实验中，往往不考虑利用区域含水层结构开采前后的渗透性变异等内容对地下水渗透过程及机制进行分析，导致基于水化学特征所得到的数据存在一定偏差，分析结果可信程度降低，因为一般淋滤柱内仅能放置单种被淋滤介质，即在本申请实施例中的有机玻璃管中，仅放置一种岩层模拟材料，而实际情况中淋滤液需经过多层地质，因此，现有技术无法实现对多层介质叠加作用下的复杂地质体进行模拟，进一步，也无法实现从特定的含水层作为淋滤起点进行模拟，难以适应不同目的下的淋滤模拟，实验重现性较差。

此外，现有技术中淋滤液的流向一般为从上至下，导致淋滤液难以充分浸润模拟岩层，使得最终结果出现偏差。

综合上述考虑，本申请提出一种地下水淋滤模拟装置，利用蠕动泵将淋滤液从下至上进行淋滤，使得淋滤液充分的经过玻璃管组中的岩层模拟材料，有效模拟出实际情况中的地下水淋滤情况，且玻璃管组中可以放置多种岩层模拟材料，且每一有机玻璃管对应于一种岩层模拟材料，使得分层取样口中获取的淋滤液确实经过了该对应的有机玻璃管中完整厚度的岩层模拟材料，模拟结果更加准确，进一步的，有效实现了对复杂地质情况的模拟。此外，还可以根据实际情况对玻璃管组中的岩层模拟材料进行调整，便可以实现从特定含水层作为淋滤起点的淋滤模拟，且可适用于不同目的下的淋滤模拟。

以下，通过具体的实施例来详细说明本申请实施例的技术方案。

参考图1，为本申请实施例的地下水淋滤模拟装置示意图。参考图2，为本申请实施例的有机玻璃管连接组件示意图。

如图1和图2所示，所述地下水淋滤模拟装置包括：淋滤液1、蠕动泵2、过水垫片3、尼龙丝网4、石英砂5、第一岩层模拟材料6、第二岩层模拟材料7、第三岩层模拟材料8、第四岩层模拟材料9、第五岩层模拟材料10、有机玻璃管11、废液瓶12、分层取样口13、上螺纹接口14、下螺纹接口15、出水口螺纹接口16和入水口螺纹接口17。

在本实施例中，淋滤液1与蠕动泵2相连，蠕动泵2与有机玻璃管组的下端相连，具体的，蠕动泵2通过入水口螺纹接口17与有机玻璃管组中与蠕动泵2连接的有机玻璃管11的下螺纹接口15建立螺纹连接，用于将淋滤液1从有机玻璃管组的下端泵至有机玻璃管组的上端，出水口螺纹接口16与有机玻璃管组中与废液瓶连接的有机玻璃管11建立螺纹连接。取样完的淋滤液1，收集至废液瓶12中。

其中，为了使得在实际的模拟过程中，避免淋滤液1直接从岩层模拟材料与有机玻璃管11的内壁间缝隙流走，以使得最终的模拟结果不准确，所述有机玻璃管11内壁为粗糙壁面，用于与所述岩层模拟材料紧密贴合。具体的，有机玻璃管11的内壁在使用前需要使用砂纸对其进行打磨，以使得其内壁表面变得粗糙，进而使得有机玻璃管11内壁与岩层模拟材料间尽量不存在缝隙，使得淋滤液1几乎全部充分经过岩层模拟材料淋滤后再达到有机玻璃管11的上端，而非从有机玻璃管11内壁与岩层模拟材料间的间隙流过，以使得后续利用该淋滤液1进行实验的实验结果不准确。

上述对于淋滤液1的走向设计，现有技术中是从上至下依靠重力使得淋滤液1从岩层模拟材料中淋滤，而本申请使用蠕动泵2使得其走向为从下至上，是因为需要使得淋滤液1充分的浸润岩层模拟材料，以使得最终的模拟结果更加贴近实际情况，进而使得最终的模拟结果更加精确。

有机玻璃管11的上螺纹口处和下螺纹口处放置过水垫片3、尼龙丝网4、石英砂5，除此外，有机玻璃管11的上下螺纹口处中还放置有玻璃珠。

此外，第一岩层模拟材料6、第二岩层模拟材料7、第三岩层模拟材料8、第四岩层模拟材料9、第五岩层模拟材料10，分别放置于对应厚度的有机玻璃管11中，上述材料以过水垫片3-玻璃珠-尼龙丝网4-石英砂5-过水垫片3-尼龙丝网4-第一岩层模拟材料6-过水垫片3-尼龙丝网4-第二岩层模拟材料7-过水垫片3-尼龙丝网4-第三岩层模拟材料8-过水垫片3-尼龙丝网4-第四岩层模拟材料9-过水垫片3-尼龙丝网4-第五岩层模拟材料10-过水垫片3-尼龙丝网4-石英砂5-尼龙丝网4-玻璃珠-过水垫片3的顺序排列于最终组合而成的有机玻璃管组中。其中，本实施例中存在有第一岩层模拟材料6、第二岩层模拟材料7、第三岩层模拟材料8、第四岩层模拟材料9和第五岩层模拟材料10，本领域技术人员应当知晓的是，上述五种岩层模拟材料可以根据实际需要进行适应性的调整，包括但不限于岩层模拟材料的种类以及个数，可以根据实际需求进行适应性的修改以及增添，且每种岩层模拟材料的厚度均可以根据实际情况计算比例后进行对应的调整。

在一可行的实施例中，每一有机玻璃管11的侧壁设置有一个分层取样口13，所述分层取样口13设置于所述有机玻璃管11的上螺纹接口14的下端，用于获取经过对应有机玻璃管11中所述岩层模拟材料的所述淋滤液1。设计分层取样口13的目的是为了能够在一次淋滤模拟过程中实现多种情况下的模拟效果，因为每一种岩层模拟材料均放置于单独的有机玻璃管11中，且每一个有机玻璃管11均设置有一个分层取样口13，则本次地下水淋滤模拟过程可以一次性模拟五种情况下的模拟效果，一种是经过第一至第五岩层模拟材料的淋滤过程，一种是经过第一至第四岩层模拟材料的淋滤过程，一种是经过第一至第三岩层模拟材料的淋滤过程，一种是经过第一至第二岩层模拟材料7的淋滤过程，一种是经过第一岩层模拟材料6的淋滤过程。综上，在每种岩层模拟材料对应位置的有机玻璃管11侧壁均设置有分层取样口13，则可以模拟各种情况下的地下水淋滤过程，此外，还可以对第一至第五岩层模拟材料的内容物进行更改，配合分层取样口13，基本可以实现对各种复杂地质条件下的地下水淋滤过程的模拟。

在本实施例中，有机玻璃管11的内径设置为40mm，有机玻璃管11的高度分别设置为5cm、6cm、7cm、8cm、9cm，上螺纹接口14和下螺纹接口15的厚度分别为2cm，则有机玻璃管11中端高度分别为1cm、2cm、3cm、4cm、5cm。需要注意的是，上述实施例仅为示例性的，若实际计算出的模拟岩层厚度并不存在于上述的有机玻璃管11的中端高度中，可以根据实际需要自行设置有机玻璃管11的中端厚度以满足岩层模拟材料的厚度需求，此外，还可以通过调整过水垫片3、尼龙丝网4、石英砂5和玻璃珠的厚度来使得模拟岩层厚度满足实验需求。需要注意的是，若调整了过水垫片3、尼龙丝网4、石英砂5和玻璃珠的厚度，则在后续方法步骤中设置对照组时对对照组中设置的过水垫片3、尼龙丝网4、石英砂5和玻璃珠的总厚度进行对应的调整，保持与实验组的一致。

通过上述实施例可以看出，本申请实施例所述的地下水淋滤模拟装置，通过将不同的岩层模拟材料放置于不同的有机玻璃管11中，进一步利用上述有机玻璃管11构建有机玻璃管组，实现对多层岩层叠加作用下的复杂地质体进行模拟，且有机玻璃管组中的岩层模拟材料可以根据需要模拟的实际地质情况进行增减，对应的即为对有机玻璃管组中的有机玻璃管11进行增减即可，可以简单便捷的实现从特定含水层作为淋滤起点的淋滤模拟，可以适应不同目的的淋滤试验。此外，本申请实施例中的淋滤液1的流向是从有机玻璃管组的下端至上端，可以使得淋滤液1充分浸润岩层模拟材料，更加有效的模拟出实际情况。

基于同一发明构思，本申请实施例还提供了一种地下水淋滤模拟方法。参考图3，所述的利用地下水淋滤模拟装置进行的地下水淋滤模拟方法，包括以下步骤：

步骤S301，根据计算得到的各层岩层模拟材料的放入厚度，选择对应厚度的所述有机玻璃管；将对应厚度的所述有机玻璃管组合得到有机玻璃管组；

步骤S302，根据所述各层岩层模拟材料的放入厚度计算得到各层岩层模拟材料的放入质量；

步骤S303，根据所述各层岩层模拟材料的放入质量，将各层所述岩层模拟材料依次放入有机玻璃管组对应的有机玻璃管中；

步骤S304，启动蠕动泵，将淋滤液从所述有机玻璃管组的下端泵至所述有机玻璃管组的上端。

在一可行的实施例中，在步骤S301之前，需要先对本次需要模拟的地层进行分析。首先，需要先采集原矿石样品，对采集到的原矿石样品进行XRD/XRF检测，测定其各组成成分的含量。进一步的，查阅开采矿区的水文地球化学资料及开采技术条件，根据收集到的资料获取岩层的各有关参数，在已知组分含量情况下，辅以正交实验设计各模拟地层的模拟材料配比。

进一步的，准备好内径为40毫米，高度为30厘米的多个有机玻璃管11，并将其内壁用砂纸进行打磨。

进一步的，使用自然条件下风干、研磨并经35目筛网筛出的小粒径原矿石块作为实验材料或是按照选定配置比例制作第一至第五岩层模拟材料(6-10)。

在本实施例中，选择按照选定配置比例对第一至第五岩层模拟材料进行制作。本实施例的样品制作过程包括：采用河沙和沙壤土模拟第四系孔隙潜水含水层(采用粗砂)(第五岩层模拟材料10)；用粘土拌入少量云母粉模拟新近系保德组红土(第四岩层模拟材料9)；以河沙作为骨料，根据粒径将各岩层骨料分别用12目(粗砂)、35目(中砂)、120目(细砂)格筛分类筛出，用石膏粉和可赛银粉作为胶结物，用滑石粉、岩盐块、白云石块作为填料，硼砂作为缓凝剂，按照设计配比制作来模拟侏罗统等较深层含水层(第三岩层模拟材料8)；其风化基岩裂隙承压水含水层中的紫红色泥岩、砂质泥岩、长石砂岩以9：1的沙胶比(采用中砂)，4：1的石膏可赛银重量比，1％浓度的硼砂以及11％的试件水含量的配比制作。依据XRD/XRF检测结果确定滑石粉、岩盐块、白云石块此类填料的具体含量，由于大块岩石的加入，在此基础上略微减少骨料河沙的含量进行调整；对于侏罗系中统直罗组孔裂隙承压含水层中的泥岩、砂质泥岩、中粗粒砂岩(第二岩层模拟材料7)，以9：1的沙胶比(采用中砂和细砂混合)，3：1或稍大的石膏可赛银重量比，1％浓度的硼砂以及11％的试件水含量的配比制作，依据XRD/XRF检测结果确定滑石粉、岩盐块、白云石块此类填料的具体含量，由于大块岩石的加入，在此基础上略微减少骨料河沙的含量进行调整；而侏罗系中统延安组孔裂隙承压含水层中的细、中、粗砂岩(第一岩层模拟材料6)，以9：1的沙胶比(采用细砂)，3：1的石膏可赛银重量比，1％浓度的硼砂以及11％的试件水含量的配比制作，依据XRD/XRF检测结果确定滑石粉、岩盐块、白云石块此类填料的具体含量，由于大块岩石的加入，在此基础上略微减少骨料河沙的含量进行调整。材料的渗透系数可通过加入月桂氮酮等增渗溶剂、二硫化钼等孔隙阻塞剂略加调整。

进一步的，根据前述步骤中计算得出的各个岩层模拟材料的比例，确定每一岩层模拟材料的填充厚度，有机玻璃管11的上端需要预留出空间，以免内部岩层模拟材料经淋滤液1淋滤后膨胀，漏出有机玻璃管组，因此，在其他实施例中，本领域技术人员可以根据自身需要对有机玻璃管组的高度进行调整，相应的，总厚度也可以适应性的进行调整。

进一步的，当对各个岩层模拟材料制作完成后，将各个岩层模拟材料在自然条件下进行风干、粉碎后过筛，在本实施例中采用的是35目筛。之后利用击实盒测定风干后的岩层模拟材料的干密度，以第一岩层模拟材料6为例，将其装入击实盒中击实，进而获得第一岩层模拟材料6击实后的体积和重量，进一步的，根据质量和体积的比值，确定第一岩层模拟材料6的干密度。依据上述步骤，将第二至第五岩层模拟材料的干密度求出。

在确定每一岩层模拟材料的干密度和填充厚度后，需要确定该岩层模拟材料的放入质量，根据填充厚度、有机玻璃管11的内径以及上述计算得到的岩层模拟材料的干密度可以计算得到对应的岩层模拟材料的放入质量。根据计算得到的放入质量，将每一岩层模拟材料放入对应厚度的有机玻璃管11中，装样顺序为：由下向上装填淋滤柱，依次放置—过水垫片3—玻璃珠—150目尼龙丝网(尼龙丝网4)—石英砂5—过水垫片3—150目尼龙丝网(尼龙丝网4)—模拟致密砂岩(第一岩层模拟材料6)—过水垫片3—150目尼龙丝网(尼龙丝网4)—模拟泥岩和砂质泥岩(第二岩层模拟材料7)—过水垫片3—150目尼龙丝网(尼龙丝网4)—模拟风化基岩(第三岩层模拟材料8)—过水垫片3—150目尼龙丝网(尼龙丝网4)—模拟新近系保德组红土(第四岩层模拟材料9)—过水垫片3—150目尼龙丝网(尼龙丝网4)—河沙或沙壤土(第五岩层模拟材料10)—过水垫片3—150目尼龙丝网(尼龙丝网4)—石英砂5—150目尼龙丝网(尼龙丝网4)—玻璃珠—过水垫板3。每一有机玻璃管11内铺设的岩层模拟材料均需要压实。

其中的过水垫片3和尼龙丝网4是用于分隔不同的岩层模拟材料的，因此尼龙丝网4的目数需要大于其事先的过筛目数。需要注意的是，上述实施例示出的尼龙丝网4的目数仅是示意性的，可以根据具体需要更改为其他目数。

在装好有机玻璃管11后，称量其总重量，记为m

当将有机玻璃管组中的岩层模拟材料填充好后，对淋滤液1进行配比，取研究区雨水、河水、上层地下水的配制溶液，进行含水层地下水淋滤煤矿井下过程的模拟实验。以曹家滩煤矿开采的12盘区涌水量665m

此外，需要注意的是，在实验开始后，在利用淋滤液1进行淋滤之前，通入蒸馏水进行淋滤，以淋滤开始运行的时间为零点，在蒸馏水第一次到达有机玻璃管11的上端出水口时进行首次取样，以此为基点每天进行一次取样，持续2-3天，将取样点的测试指标结果进行记录，预计在72小时后，将配置的雨水、河水、上层地下水的配制溶液作为淋滤液1，继续进行淋滤，直至实验结束。

此外，为了对淋滤后的淋滤液1成分进行进一步的比较和确认，可以设置有对照组。

实验开始时，使用同样的淋滤液1及相同淋滤泵装置设置参考对照组，有机玻璃管11内部装入石英砂5和玻璃珠，随其他实验组淋滤2-3天作用并测量淋滤所得液体相关参数指标。

备好实验物料后，按照设计流速进行实验。实验开始后每天采样一次，有机玻璃管11全部采样，有机玻璃管11从下向上进水，取样点从下向上设置，从上到下取样。基于取样样品进行淋滤产物累积量测试，淋滤多天，参照样品测试指标结果逐渐降低采样频率。

在另一可行的实施例中，欲模拟上述实施例开采后的淋滤过程，因此将岩层模拟材料减为第一至第三岩层模拟材料。相应的，准备步骤与上述实施例相同，故在此不再赘述。

在样品制作部分，以河沙作为骨料，根据粒径将各岩层骨料分别用12目(粗砂)、35目(中砂)、120目(细砂)格筛分类筛出，用石膏粉和可赛银粉作为胶结物，用滑石粉、岩盐块、白云石块作为填料，硼砂作为缓凝剂，按照设计配比制作来模拟侏罗统等较深层含水层(第三岩层模拟材料8)；其风化岩基岩裂隙承压水含水层中的紫红色泥岩、砂质泥岩、长石砂岩以9：1的沙胶比(采用中砂)，4：1的石膏可赛银重量比，1％浓度的硼砂，10％的试件水含量以及2％的月桂氮酮的配比制作。依据XRD/XRF检测结果确定滑石粉、岩盐块、白云石块此类填料的具体含量，由于大块岩石的加入，在此基础上略微减少骨料河沙的含量进行调整；对于大部分(约80％厚度，沿距地表由近及远方向取所需厚度)的侏罗系中统直罗组孔裂隙承压含水层中的泥岩、砂质泥岩、中粗粒砂岩(第二岩层模拟材料7)，以9：1的沙胶比(采用中砂和细砂混合)，3：1或稍大的石膏可赛银重量比，1％浓度的硼砂，10％的试件水含量以及2％的月桂氮酮的配比制作，依据XRD/XRF检测结果确定滑石粉、岩盐块、白云石块此类填料的具体含量，由于大块岩石的加入，在此基础上略微减少骨料河沙的含量进行调整；对剩余部分(约20％厚度)的侏罗系中统直罗组孔裂隙承压含水层中的泥岩、砂质泥岩、中粗粒砂岩，以9：1的沙胶比(采用中砂和细砂混合)，3：1或稍大的石膏可赛银重量比，1％浓度的硼砂，10％的试件水含量以及1％的月桂氮酮的配比制作，依据XRD/XRF检测结果确定滑石粉、岩盐块、白云石块此类填料的具体含量，由于大块岩石的加入，在此基础上略微减少骨料河沙的含量进行调整；而侏罗系中统延安组孔裂隙承压含水层中的细、中、粗砂岩(第一岩层模拟材料6)，以9：1的沙胶比(采用细砂)，3：1的石膏可赛银重量比，1％浓度的硼砂，10％的试件水含量以及0.2-1％的月桂氮酮的配比制作，依据XRD/XRF检测结果确定滑石粉、岩盐块、白云石块此类填料的具体含量，由于大块岩石的加入，在此基础上略微减少骨料河沙的含量进行调整。最后，可通过实验验证材料的过水能力，在此配比基础上可进行增渗溶剂或孔隙阻塞剂的比例调整。

同样的，当对各个岩层模拟材料制作完成后，将各个岩层模拟材料在自然条件下进行风干、粉碎后过筛，在本实施例中采用的是35目筛。进一步的，利用击实盒测定风干后的岩层模拟材料的干密度，以第一岩层模拟材料6为例，将其装入击实盒中击实，进而获得第一岩层模拟材料6击实后的体积和重量，进一步的，根据质量和体积的比值，确定第一岩层模拟材料6的干密度。依据上述步骤，将第二至第三岩层模拟材料的干密度求出。

进一步的，根据前述步骤中计算得出的各个岩层模拟材料的比例，确定每一岩层模拟材料的填充厚度。需要注意的是，本实施例有机玻璃管11的上端也需要预留出空间，以免内部岩层模拟材料仅淋滤液1淋滤后膨胀，漏出有机玻璃管11，因此，在其他实施例中，本领域技术人员可以根据自身需要对有机玻璃管组的高度进行调整，相应的，总厚度也可以适应性的进行调整。

在确定每一岩层模拟材料的填充厚度后，需要确定该岩层模拟材料的放入质量，根据填充厚度、有机玻璃管11的内径以及上述计算得到的岩层模拟材料的干密度可以计算得到对应的岩层模拟材料的放入质量。根据计算得到的放入质量，将每一岩层模拟材料放入对应的有机玻璃管11中，装样顺序为：由下向上装填有机玻璃管组，依次放置—过水垫片3—玻璃珠—150目尼龙丝网(尼龙丝网4)—石英砂5—过水垫片3—150目尼龙丝网(尼龙丝网4)—模拟致密砂岩(第一岩层模拟材料6)—过水垫片3—150目尼龙丝网(尼龙丝网4)—模拟泥岩和砂质泥岩(第二岩层模拟材料7)—过水垫片3—150目尼龙丝网(尼龙丝网4)—模拟风化基岩(第三岩层模拟材料8)——过水垫片3—150目尼龙丝网(尼龙丝网4)—石英砂5—150目尼龙丝(尼龙丝网4)—玻璃珠—过水垫板3。每一有机玻璃管11内铺设岩层模拟材料均要压实。

其中的过水垫片3和尼龙丝网4是用于分隔不同的岩层模拟材料的，因此尼龙丝网4的目数需要大于其事先的过筛目数。需要注意的是，上述实施例示出的尼龙丝网4的目数仅是示意性的，可以为其他目数。

当将有机玻璃管组中的岩层模拟材料填充好后，对淋滤液1进行配比，取研究区雨水、河水、上层地下水的配制溶液，进行含水层地下水淋滤煤矿井下过程的模拟实验。以曹家滩煤矿开采的12盘区涌水量665m

此外，需要注意的是，在实验开始后，在利用淋滤液1进行淋滤之前，通入蒸馏水进行淋滤，以淋滤开始运行的时间为零点，在蒸馏水第一次到达有机玻璃管11的上端出水口时进行首次取样，以此为基点每天进行一次取样，持续2-3天，将取样点的测试指标结果进行记录，预计在72小时后，将配置的雨水、河水、上层地下水的配制溶液作为淋滤液1，继续进行淋滤，直至实验结束。

此外，为了对淋滤后的淋滤液1成分进行进一步的比较和确认，可以设置有对照组。

实验开始时，使用同样的淋滤液1及相同淋滤泵装置设置参考对照组，有机玻璃管11内部装入与实验组相同厚度的过水垫片3、尼龙丝网4、石英砂5和玻璃珠，随其他实验组淋滤2-3天作用并测量淋滤所得液体相关参数指标。

备好实验物料后，按照设计流速进行实验。实验开始后每天采样一次，有机玻璃管11全部采样，有机玻璃管11从下向上进水，取样点从下向上设置，从上到下取样。基于取样样品进行淋滤产物累积量测试，淋滤多天，参照样品测试指标结果逐渐降低采样频率。

通过上述实施例可以看出，本申请实施例所述的地下水淋滤模拟方法，可以对经过各层岩层模拟材料的淋滤过程进行模拟，可以灵活设计有机玻璃管组中的岩层模拟材料的种类以及个数，可以选取任意一个岩层模拟材料作为起始点。最大程度上模拟了现实中真实的淋滤过程。

需要说明的是，本申请实施例的方法可以由单个设备执行，例如一台计算机或服务器等。本实施例的方法也可以应用于分布式场景下，由多台设备相互配合来完成。在这种分布式场景的情况下，这多台设备中的一台设备可以只执行本申请实施例的方法中的某一个或多个步骤，这多台设备相互之间会进行交互以完成所述的方法。

需要说明的是，上述对本申请的一些实施例进行了描述。其它实施例在所附权利要求书的范围内。在一些情况下，在权利要求书中记载的动作或步骤可以按照不同于上述实施例中的顺序来执行并且仍然可以实现期望的结果。另外，在附图中描绘的过程不一定要求示出的特定顺序或者连续顺序才能实现期望的结果。在某些实施方式中，多任务处理和并行处理也是可以的或者可能是有利的。

所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本申请的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本申请的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本申请实施例的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。

另外，为简化说明和讨论，并且为了不会使本申请实施例难以理解，在所提供的附图中可以示出或可以不示出与集成电路(IC)芯片和其它部件的公知的电源/接地连接。此外，可以以框图的形式示出装置，以便避免使本申请实施例难以理解，并且这也考虑了以下事实，即关于这些框图装置的实施方式的细节是高度取决于将要实施本申请实施例的平台的(即，这些细节应当完全处于本领域技术人员的理解范围内)。在阐述了具体细节(例如，电路)以描述本申请的示例性实施例的情况下，对本领域技术人员来说显而易见的是，可以在没有这些具体细节的情况下或者这些具体细节有变化的情况下实施本申请实施例。因此，这些描述应被认为是说明性的而不是限制性的。

尽管已经结合了本申请的具体实施例对本申请进行了描述，但是根据前面的描述，这些实施例的很多替换、修改和变型对本领域普通技术人员来说将是显而易见的。例如，其它存储器架构(例如，动态RAM(DRAM))可以使用所讨论的实施例。

本申请实施例旨在涵盖落入所附权利要求的宽泛范围之内的所有这样的替换、修改和变型。因此，凡在本申请实施例的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。