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某尾矿坝的有限元计算分析楚金旺【摘要】基于坝体分区分层填筑和坝体材料非线性,采取材料分区和逐级施加荷载的方式建立尾矿坝有限元计算模型,并进行计算分析.计算结果表明该尾矿坝的变形与应力与尾矿坝的复杂地形地质条件相适应,分布较为复杂;各分区与坝基之间的变形基本协调,应力从坝顶到坝基逐渐增大,应力分布符合一般规律.剪应力水平小于1.0,未发现剪切破坏单元,但坝基含砾粉质粘土层的剪应力水平相对较高.【期刊名称】《中国矿山工程》【年(卷),期】2017(046)004【总页数】4页(P65-68)【关键词】尾矿坝;邓肯-张模型;非线性;应力;位移;剪应力水平【作者】楚金旺【作者单位】中国恩菲工程技术有限公司,北京100038【正文语种】中文【中图分类】TD926.4+1某尾矿库是我国一个大型矿山综合开发利用项目的配套工程，主要包括尾矿坝、库内排洪设施、上游拦排洪设施和回水设施等。
该尾矿坝总坝高135m，一期坝为堆石透水坝，坝顶标高2 410m，坝高95m，二期坝为一期坝采用堆石料下游法加高30m，坝顶标高2 440m，三期坝为上游法尾矿水力充填筑坝，最终坝顶标高2 450m。
该尾矿坝一期坝、二期坝采用堆石料筑坝，三期坝采用尾矿水力充填法筑坝，堆石料和尾矿的变形不仅随荷载的大小而变化，还与加荷的应力路径相关，应力应变关系呈现明显的非线性。
邓肯- 张非线性模型公式简单，参数物理意义明确且容易获取，为应用最广泛的模型之一。
其中E—ν模型以切线弹性模量Et和切线泊松比νt作为计算参数[1～2]，切线弹性模量表达式为：切线泊松比为：其中对于卸载情况，采用回弹模量Eur进行计算：式中： pa——单位大气压力；S——剪应力水平，反映材料强度发挥程度；K、n、Rf 、G、F、D、Kur、nur——模型参数，可根据三轴试验资料整理而得[3～4]。
3.1 计算参数根据尾矿坝坝址工程地质、一期堆石坝、二期堆石坝和三期尾矿堆积坝填筑情况对坝体进行分区，由室内三轴试验得到坝体、坝基的邓肯E—v模型计算参数，见表1。
尾矿库竣工验收报告12020年4月19日验收申请报告（承包[ ]验报01号）合同名称：西乡县头起沟尾矿库排洪涵洞加固工程说明：本表一式4份，由承包人填写，监理机构审核后，随同审核意见承包人、监理机构、发包人、设计代表各1份退场申请报告（承包[ ]报告01号）合同名称：西乡县头起沟尾矿库排洪涵洞加固工程合同编号：说明：本表一式4份，由承包人填写，监理机构、发包人审批后，承包人2份，监理机构、发包人各1份。
篇二：平坑尾矿库竣工总结安徽鼎胜矿业青阳县百丈岩钨钼矿平坑尾矿库项目工程建设管理总结编制单位：安徽鼎胜矿业发展有限公司编制日期：二o一一年九月五日一、前言二、工程概况三、招投标及合同管理四、工程建设情况22020年4月19日五、辅助设施情况六、环保、劳动安全卫生七、工程监理八、工程预验收和工程质量九、资金管理十、生产准备和试运行目录-1 -前言安徽鼎胜矿业青阳县百丈岩钨钼矿平坑尾矿库是为满足公司年产40万吨钨钼矿采选工艺要求而建设的一项重大基础设施项目，该项目于年初公司就组织专项人员落实库址的选定、库区征地与林地手续办理、库区内村民的搬迁、库区地质勘查等前期准备工作。
3月份，池州市工程勘察院完成了《青阳县百丈岩矿业有限公司平坑尾矿库岩土工程勘察报告》的勘测与编制工作，届时我们委托了中钢集团马鞍山矿院工程勘察设计有限公司对我公司平坑尾矿库进行可行性研究、初步设计、安全专篇与施工图设计等相关工作，平坑尾矿库施工图设计于 9月份完成。
32020年4月19日按照国家或行业现行技术规范、标准以及设计相关要求，我公司报请政府分管部门对平坑尾矿库可行性研究、初步设计、安全专篇与施工图设计经行审查与评审并取得了评审一致经过。
为认真贯彻执行《选矿厂尾矿设施设计规范》、《尾矿库安全监督管理规定》、《尾矿库安全技术规程》及职工安全卫生和劳动保护条例等法律法规，我公司坚持质量第一，精心优化施工管理，确保平坑尾矿库工程达到质量满足设计要求、安全可靠、建设周期短、投资额度低的目的，以使得平坑尾矿库满足我公司年产40万吨钨钼矿采选工艺要求。
第73卷第3期韦苕金属（矿山部分）2021年5月Doi：10.3969/j.issn.1671-4172.2021.03.011矿浆浓度对尾矿库溃坝泥石流运动规律研究分析刘林1,郭忠林1,何泽正1,胡建非1,杨晓敏2（1.昆明理工大学国土资源工程学院，昆明650093；2.重庆求精工程造价咨询有限公司，重庆400000）摘要：针对矿浆浓度会引起尾矿库溃坝等灾害问题，以四川某铜矿尾矿库为工程背景，基于溃决泥石流运动规律试验装置进行模型试验，利用观测设备对不同矿浆浓度条件下尾矿坝溃决泥石流运动规律进行分析。
研究表明：随着矿浆浓度的不断增大，泥石流在下游沟谷中的运动过程更加激烈，泥石流流态和冲击力y也越大。
研究可为尾矿坝溃坝泥石流程度预测和灾害范围等风险问题提供有益的指导。
关键词：尾矿库溃坝；矿浆浓度；泥石流;相似模拟试验中图分类号:TD926.4文献标志码：A文章编号：1671-4172（2021）03-0061-09Analysis of slurry concentration on the movement law ofdam-break debris flow in tailings reservoirLIU Lin1,GUO Zhonglin1,HE Zezheng1,HU Jianfei1,YANG Xiaomin2(1.Faculty of Land Resource Engineering,Kunming University of Science and Technology,Kunming650093,China；2・Chongqing Qiujing Engineering Cost Consulting Co・,Ltd・,Chongqing400000,China)Abstract:Aiming at the disasters such as tailings dam failure caused by the concentration of ore slurry,the tailings dam of a copper mine in Sichuan was used as the engineering background,and the model test was carried out based on the test device for breaking debris flow.Observation equipment was used to break the tailings dam under the conditions of different slurry concentrations.The law of debris flow movement was analyzed,and the research results showed that with the continuous increase of the slurry concentration,the movement process of the debris flow in the downstream valley became more intense,and the flow pattern and impact force of the debris flow were also greater.This research can provide sound guidance for the risk issues such as the prediction of the degree of dam failure and debris flow and the scope of disasters in tailings dams.Key words:tailings dam break；slurry concentration；debris flow；similar simulation experiment尾矿库属于金属、非金属矿山的重大危险源，在尾矿库事故中造成损失最大的是溃坝口切。
溃坝模型在尾矿库风险评估中的应用王璐璐;蒋国胜;芦新建【摘要】利用泥石流及水库溃坝等方面的经验公式和数学模型,模拟了风水沟尾矿库溃坝后尾砂流的演进过程,并分别计算了坝高为160 m和200 m两种情景溃坝后尾砂流在下游典型断面处的最大下泄流量、到达时间、过流面积、淹没深度及其影响范围.结果表明:在距坝址1 km范围内区域受尾砂流冲击负荷最强,随即最大流量迅速衰减,流量过程线趋于平缓;不同坝高的溃坝差异较大,坝高由160m增至200 m,淹没深度大于1m的覆盖范围由2 km扩大至3 km.另外,针对溃坝事故提出了利用矿坑接纳尾砂流的风险防范措施,对同类尾矿库的工程设计和应急管理工作具有重要的借鉴意义.【期刊名称】《安全与环境工程》【年(卷),期】2012(019)003【总页数】4页(P33-36)【关键词】尾矿库;溃坝;风险评估;数学模拟【作者】王璐璐;蒋国胜;芦新建【作者单位】北京京诚嘉宇环境科技有限公司,北京100053;北京京诚嘉宇环境科技有限公司,北京100053;北京林业大学水土保持学院,北京100083【正文语种】中文【中图分类】X820.4在尾矿库风险评估中，大坝溃决分析是其中的重要组成部分，尾矿库溃坝灾害不但会造成尾矿大量泄漏，而且溃坝泥石流会淹没农田，污染环境，危害人们的生命和财产安全。
尾矿库溃坝灾害风险评估是对尾矿库溃坝可能造成的灾害及其影响范围进行估计，以指导其设计和管理。
目前已有研究表明，利用数学模型可以对尾矿库溃坝进行模拟，但尚无法计算溃坝后果及推算影响范围，在实际工作中也仅凭借设计人员与管理人员的经验进行判断，而且尾矿库下游安全距离的设置也存在很大争议［1］。
因此，有必要对尾矿库溃坝进行数学模拟，研究溃坝矿砂的演进过程和特征，以为尾矿库设计和管理提供科学依据。
1.1 尾矿库特征及溃坝原因尾矿库是在特定的沟谷内通过人工筑坝等形式构建的作为堆存细粒尾矿的场所，人工边坡一般为1∶4～1∶3。
尾矿库溃坝影响分析王秀龙（辽宁智诚中安安全技术服务有限公司，辽宁 沈阳 １１００００）摘 要：本文以磁选铁矿尾砂为研究对象，通过分析水利行业关于各类泥石流的研究成果，结合尾砂粒径和尾砂堆放特点，提出一个专适用于矿山尾矿库的溃坝影响分析方法，可对尾矿库溃坝影响进行定量分析，并计算泄砂总量、溃口宽度、坝址处最大流量、洪水传播时间、流速、淤积厚度、冲击力等重要参数，为矿库溃坝影响分析及防治工作提供依据。
结果表明提出的矿山尾矿库溃坝影响分析方法可以对尾矿库溃坝造成的泥石流影响进行评估，从而确定其影响范围，影响程度，预先做好防灾措施，并在工程中得到了有效应用。
关键词：泥石流；尾矿库；溃坝中图分类号：ＴＶ１４ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００２－５０６５（２０２１）０８－０１６３－２Analysis on the influence of tailings dam breakWANG Xiu-long（Ｌｉａｏｎｉｎｇ Ｚｈｉｃｈｅｎｇ Ｚｈｏｎｇａｎ Ｓａｆｅｔｙ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｓｅｒｖｉｃｅ Ｃｏ．， Ｌｔｄ，Ｓｈｅｎｙａｎｇ １１００００，Ｃｈｉｎａ）Abstract: Ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ， ｔｈｅ ｔａｉｌｉｎｇｓ ｏｆ ｍａｇｎｅｔｉｃ ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ ｉｒｏｎ ｏｒｅ ｉｓ ｔａｋｅｎ ａｓ ｔｈｅ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｂｊｅｃｔ， ｔｈｒｏｕｇｈ ｔｈｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｔｈｅ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｒｅｓｕｌｔｓ ｏｆ ｖａｒｉｏｕｓ ｔｙｐｅｓ ｏｆ ｄｅｂｒｉｓ ｆｌｏｗ ｉｎ ｔｈｅ ｗａｔｅｒ ｃｏｎｓｅｒｖａｎｃｙ ｉｎｄｕｓｔｒｙ， ｃｏｍｂｉｎｅｄ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｐａｒｔｉｃｌｅ ｓｉｚｅ ｏｆ ｔａｉｌｉｎｇｓ ａｎｄ ｔｈｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｔａｉｌｉｎｇｓ ｓｔａｃｋｉｎｇ， ａ ｄａｍ ｂｒｅａｋ ｉｍｐａｃｔ ａｎａｌｙｓｉｓ ｍｅｔｈｏｄ ｉｓ ｐｒｏｐｏｓｅｄ， ｗｈｉｃｈ ｉｓ ｓｐｅｃｉａｌｌｙ ｓｕｉｔａｂｌｅ ｆｏｒ ｔｈｅ ｍｉｎｅ ｔａｉｌｉｎｇｓ ｐｏｎｄ， ａｎｄ ｃａｎ ｑｕａｎｔｉｔａｔｉｖｅｌｙ ａｎａｌｙｚｅ ｔｈｅ ｄａｍ ｂｒｅａｋ ｉｍｐａｃｔ ｏｆ ｔａｉｌｉｎｇｓ ｐｏｎｄ， ａｎｄ ｃａｌｃｕｌａｔｅ ｔｈｅ ｔｏｔａｌ ａｍｏｕｎｔ ｏｆ ｓａｎｄ ｄｉｓｃｈａｒｇｅ， ｔｈｅ ｗｉｄｔｈ ｏｆ ｔｈｅ ｄａｍ ｂｒｅａｋ， ｔｈｅ ｍａｘｉｍｕｍ ｆｌｏｗ ａｔ ｔｈｅ ｄａｍ ｓｉｔｅ， ｔｈｅ ｗｉｄｔｈ ｏｆ ｔｈｅ ｄａｍ ｂｒｅａｋ， ｔｈｅ ｗｉｄｔｈ ｏｆ ｔｈｅ ｄａｍ ｂｒｅａｋ Ｆｌｏｏｄ ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ ｔｉｍｅ， ｆｌｏｗ ｖｅｌｏｃｉｔｙ， ｓｅｄｉｍｅｎｔａｔｉｏｎ ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ， ｉｍｐａｃｔ ｆｏｒｃｅ ａｎｄ ｏｔｈｅｒ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｐｒｏｖｉｄｅ ｔｈｅ ｂａｓｉｓ ｆｏｒ ｄａｍ ｂｒｅａｋ ｉｍｐａｃｔ ａｎａｌｙｓｉｓ ａｎｄ ｐｒｅｖｅｎｔｉｏｎ ｗｏｒｋ． Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｐｒｏｐｏｓｅｄ ｍｅｔｈｏｄ ｃａｎ ｂｅ ｕｓｅｄ ｔｏ ｅｖａｌｕａｔｅ ｔｈｅ ｉｍｐａｃｔ ｏｆ ｄｅｂｒｉｓ ｆｌｏｗ ｃａｕｓｅｄ ｂｙ ｔａｉｌｉｎｇｓ ｄａｍ ｂｒｅａｋ， ｓｏ ａｓ ｔｏ ｄｅｔｅｒｍｉｎｅ ｔｈｅ ｓｃｏｐｅ ａｎｄ ｅｘｔｅｎｔ ｏｆ ｔｈｅ ｉｍｐａｃｔ， ｔａｋｅ ｐｒｅｖｅｎｔｉｖｅ ｍｅａｓｕｒｅｓ ｉｎ ａｄｖａｎｃｅ， ａｎｄ ｈａｓ ｂｅｅｎ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙ ａｐｐｌｉｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ｐｒｏｊｅｃｔ．Keywords: ｄｅｂｒｉｓ ｆｌｏｗ； Ｔａｉｌｉｎｇｓ ｐｏｎｄ； Ｄａｍ ｂｒｅａｋ土石坝类型尾矿库，是国内尾矿库占比最多的坝型。
溃坝模型在尾矿库风险评估中的应用
王璐璐;蒋国胜;芦新建
【期刊名称】《安全与环境工程》
【年(卷),期】2012(019)003
【摘要】利用泥石流及水库溃坝等方面的经验公式和数学模型,模拟了风水沟尾矿库溃坝后尾砂流的演进过程,并分别计算了坝高为160 m和200 m两种情景溃坝后尾砂流在下游典型断面处的最大下泄流量、到达时间、过流面积、淹没深度及其影响范围.结果表明:在距坝址1 km范围内区域受尾砂流冲击负荷最强,随即最大流量迅速衰减,流量过程线趋于平缓;不同坝高的溃坝差异较大,坝高由160m增至200 m,淹没深度大于1m的覆盖范围由2 km扩大至3 km.另外,针对溃坝事故提出了利用矿坑接纳尾砂流的风险防范措施,对同类尾矿库的工程设计和应急管理工作具有重要的借鉴意义.
【总页数】4页(P33-36)
【作者】王璐璐;蒋国胜;芦新建
【作者单位】北京京诚嘉宇环境科技有限公司,北京100053;北京京诚嘉宇环境科技有限公司,北京100053;北京林业大学水土保持学院,北京100083
【正文语种】中文
【中图分类】X820.4
【相关文献】
1.连续降雨下尾矿库失稳溃坝数学模型研究与应用 [J], 陈生水;邓曌;钟启明
2.溃坝模拟试验在尾矿库环境风险评价中的应用 [J], 邵军;甘莎莎;何新春
3.基于GA-AHP和云物元模型的尾矿库溃坝风险评估 [J], 王训洪;顾晓薇;胥孝川;王青
4.尾矿库溃坝数值模拟在桥梁风险评估中的应用 [J], 丁邦政
5.基于云模型和D-S证据理论的尾矿库失稳溃坝警情评价模型及应用研究 [J], 赵子绪
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尾矿库防汛应急筑坝现场试验研究作者：刘欣欣盛明强薛光绪来源：《人民黄河》2020年第07期摘要：为保障上游法尾矿库安全度汛，提出了可快速成坝的分级模袋宽体子坝筑坝方法并开展了现场筑坝试验。
首先，对全尾模袋宽体子坝筑坝工艺进行改进，提出了分级模袋宽体子坝的筑坝工艺流程;其次，开展现场旋流分级试验，研究了不同旋流分级参数下底流中-200目颗粒含量以及底流产率两项指标的变化特征，从而优选出适宜于现场筑坝的旋流分级参数;随后，在选定旋流分级参数基础上开展现场筑坝试验，提出了模袋围埝充灌与分级尾砂充填协同逐层加高的筑坝施工方法;最后，试验结束3 d后对坝体进行取样分析并开展基础物理力学试验检测，结果表明相对于全尾矿，分级尾砂具有较高的脱水固结效率，能够满足汛期尾矿库应急筑坝需求。
关键词：旋流分级;尾矿坝;模袋;应急防汛中图分类号：TV522 文献标志码：Adoi：10.3969/j.issn.1000-1379.2020.07.030Abstract：In order to ensure the safety of upstream tailings ponds during flood seasons， a method of damm ing the “wide bottom sub-dams constructed with graded tailings filling geotextile tubes” was proposed and the on-site damming test was carried out. Firstly， based on the damming process of “wide bottom sub-dam constructed with original tailings filling geo textile tubes”， the damming process of “wide bottom sub-dam constructed with graded tailings filling geotextile tubes” was proposed. Secondly， on-site hydraulic cyclone grading test was carried out， and the variation characteristics of the content of taili ngs with particle size less than 0.074 μm and the yield of the underflow tailings were studied， so as to optimize the grading parameters suitable for on-site damming. And then， the on-site damming test was carried out based on the selected grading parameters. The construction method of tailings dams with geotextile tube side walls and layer-by-layer heightening graded tailings was proposed. After the end of the test for 3 days， the dam body was sampled and analyzed， and the basic physical mechanics experiment was carried out. The results show that when compared with the original tailings， the graded tailings have a higher dewatering and consolidation efficiency， which can meet the requirements of emergency tailings dam construction of tailings ponds during the flood season.Key words： hydraulic cyclone grading; tailings dam; geotextile tube; emergency flood control尾礦库汛期能否安全度汛，不仅能够验证尾矿库工程建设质量的优劣，也是对上游法筑坝安全生产管理的一个重要考验[1-3]。
摇2015年6月第44卷摇第3期中国矿山工程
ChinaMineEngineering
摇摇综合技术尾矿库漫顶溃坝模型试验研究Experimentalstudyontailingdambreakduetoovertopping楚金旺1,宋会彬1,张红武2(1.中国恩菲工程技术有限公司,北京100038;2.清华大学水沙科学与水利水电工程国家重点实验室,北京100084)摘摇要:根据洪水计算结果、调洪库容和排洪设施泄洪能力进行调洪演算,找出漫顶溃坝的诱因,拟定试验条件,选取洪水频率,确定洪水过程线,再换算成模型试验来水流量—时间曲线。将相似准则适当放宽,重点考虑集积效果相似,试验模型遵循水流重力相似、水流阻力相似、尾矿起动相似和尾矿悬移相似等相似条件。以国内某尾矿库为工程背景,建立试验模型进行溃坝试验研究,分析溃决过程和溃坝机理。尾矿坝漫顶溃坝溃口发展过程主要由“水流冲刷引起的纵向连续下切及陡坎冲蚀冶和“溃口边坡失稳坍塌引起的横向间歇扩展冶组成,在溃坝初期,水流侵蚀是溃口扩展的主导因素,而在中后期,纵向陡坎冲蚀和边坡失稳坍塌成为溃口扩展的主导因素。关键词:漫顶溃坝;模型试验;相似定律;溃坝机理;陡坎冲蚀;溃口形态Abstract:Accordingtofloodregulationcalculationwhichbasedonfloodcalculation,floodstoragecapacityanddischargecapacityofflooddrainagefacility,theinducementsfordamfailurecausedbyovertoppingcouldbefoundout,andtestconditionsweredraftedwhichincludedfloodfrequency,floodprocesslineandflowtimecurvesusedforthemodeltest.Whenthesimilaritylawisproperlyrelaxed,thesimilarintegratedeffectsarechieflyconcerned.Thetestmodelfollowsthesimilarityconditionsofgravity,resistance,incipientmotionandsuspending.Takingadomestictailingsdamastheengineeringbackground,thetestmodelforexperimentalstudyontailingsdambreakwasestablishedtoanalyzetheprocessandfailuremechanism.Thebreachingprocessoftailingsdamfailureduetoovertoppingmainlyconsistsof‘verticalcontinuouserosioncausedbyflowandscarperosion爷and‘intermittenttransverseexpansioncausedbyslopeinstabilitycollapse爷.Intheearlytimeofdambreak,flowerosionisthedominantfactorofbreachexpansion,whileinthemiddleandlatestages,verticalscarperosionandslopeinstabilitycollapsehavebecomethedominantfactors.Keywords:damfailurecausedbyovertopping;modeltest;similaritylaw;mechanismofdambreak;scarperosion;breachmorphology
文章编号:摇1672鄄鄄609X(2015)03鄄鄄0073鄄鄄05
中图分类号:TV649文献标志码:A收稿日期:2015鄄鄄03鄄鄄03
作者简介:楚金旺(1977-),男,山东禹城人,高级工程师,从事尾矿库设计工作。
1摇前言尾矿库是矿山正常生产所需的重要设施,同时又是重大危险源。尾矿坝溃坝会对下游人民的生命财产安全造成重大损失以及严重的环境污染。在世界93种事故、公害隐患中,尾矿库事故名列第18位[1~2]。自1960年
以来我国发生尾矿库事故共计70多起,其中危害较大的有云锡公司火谷都尾矿库坝体失稳溃坝(1962年9月)、湖南柿竹园有色矿牛角垄尾矿库洪水漫顶溃坝(1985年8月)、湖北大冶铜矿龙角山尾矿库洪水漫顶溃坝(1994
年7月)、广西南丹鸿图选厂尾矿库坝体失稳溃坝(2000年10月)、山西襄汾新塔矿业公司尾矿库坝体失稳溃坝(2008年9月)和信宜紫金矿业高旗岭尾矿库洪水漫顶
溃坝(2010年12月)等。从安全意义上说,尾矿库必须满足两项最基本要求,一是尾矿坝坝体稳定性,二是尾矿库防洪能力(包括调洪库容、排洪设施的泄洪能力及可
·37·中国矿山工程摇2015年(第44卷)
摇摇靠性)。造成尾矿库溃坝的主要因素有洪水漫顶、坝体失稳、渗透破坏和地震等。基于尾矿库溃坝后果的严重性,专家学者对尾矿坝安全问题高度重视。张力霆、张红武、陈青生等[2~10]分别从理论分析、物理模型试验、数值模拟、溃坝洪水演进及影响范围等方面对溃坝问题进行了研究。李全明、魏勇等[11~12]着重开展了溃坝风险评估、溃坝机理以及应急预案制定等研究。尽管尾矿库溃坝问题研究主要以数值模拟及溃坝资料分析为主,但物理模型试验是研究溃坝问题不可缺少的技术手段。尾矿库溃坝模型试验成果不仅可以弥补溃坝资料分析在数量及可靠性上的局限,亦可为数值模拟提供验证数据,并在溃坝机理研究方面具有数值模拟及溃坝资料分析不可替代的作用。尾矿库漫顶溃坝模型试验研究的重点是在溃决及泥砂演进过程和溃坝机理上,主要研究内容为试验条件、试验模型、溃决过程与机理分析、演进过程与淹没范围和预防措施等。溃坝模型试验研究对溃坝事故早期预警、制定应急预案、防灾减灾、保护下游的生命财产安全和环境有重要意义。2摇试验条件
造成尾矿库洪水漫顶溃坝的主要因素有排洪设施排洪能力不足或失效、调洪库容不够和超标准的洪水等。漫顶溃坝试验前,首先应对尾矿库干滩长度及坡度、调洪库容、排洪设施的排洪能力及可靠性等漫顶溃坝影响因素进行复核和分析,通过调洪演算和结构复核计算找出可能导致洪水漫顶溃坝的诱因,拟定溃坝条件。3摇试验模型
3郾1摇相似定律尾矿库溃坝现象极其复杂,溃坝过程涉及水力学、土力学、泥沙运动力学等多方面相似问题,从各个方面导出的相似关系通常不相容,试验模型无法满足全部的相似条件。因此,抛开相似的一般性,将相似准则适当放宽,选择主要作用力进行分析,重点考虑重集积效果相似。为反映集积效果,引入宏观物理量来说明侵蚀现象。在尾矿坝实际溃坝过程中和模型试验中的流体都是水流,水流流动过程中主要受重力的作用,因此应首先满足重力相似。尾矿受水流扰动而变形主要与尾矿的重力、惯性力、摩擦力和粘聚力等有力的作用相关,尾矿的重力和惯性力也应满足重力相似条件。尾矿坝子坝及沉积滩的
尾矿颗粒都较粗,饱和状态下尾矿颗粒间的粘聚力与重力及摩擦力相比可以忽略。为使模型沙的内摩擦系数与原型尾矿相等,主要考虑尾矿变形过程中颗粒运动的集积效果,而忽略尾矿颗粒的几何相似条件[3]。
溃坝过程中的含泥沙水流主要是紊流,起支配作用的是水的惯性和重力,黏性影响较小,由于惯性力主要作用于水平方向上,重力作用于垂直方向上,因此对这两个方向分别求相似准则。溃坝过程中的含泥沙水流属于高含沙水流,应按照高含沙洪水模型相似律考虑,满足水流运动相似、尾沙运动相似(悬移相似、挟沙相似等)[4]。
尾矿库溃坝模型试验主要包括尾矿坝坝面侵蚀、坝体溃决、泥砂演进过程等,尾矿库溃坝模型不需要包括上游较长的汇水流域,下游也只需考虑主要的影响范围,故试验模型宜采用正态模型(水平比尺与垂直比尺相等)。尾矿库溃坝试验正态模型应遵循水流重力相似、水流阻力相似、尾矿起动相似和尾矿悬移相似等相似条件,即水流流速比尺姿v
=
姿H,糙率比尺姿n=1姿v姿23
(H姿H姿)
L
1
2=姿16H,泥沙起动
流速比尺姿vc=姿v,悬沙沉速比尺姿棕=姿v
。
3郾2摇模型沙尾矿模型沙的选择对于正确模拟原型尾矿库溃坝后尾矿的运动规律具有关键作用。由于尾矿在坝前水力充填筑坝过程中,尾矿进行了自然分级,粗颗粒首先沉积下来,形成沉积滩,细颗粒冲到库内。因此,尾矿坝子坝及沉积滩中的尾矿可以看作是无粘性土或少粘性土。若采用原型尾矿作为模型尾矿,不仅忽略了尾矿颗粒本身的相似性,而且显著影响了尾矿侵蚀的相似性,故不能采用原型尾矿作为模型沙[3]。而且模型沙应与原型尾矿在主要的物理、
力学性质方面有较好的相似性或相同性,主要包括渗透性、变形及强度特性、重力相似性、泥沙水流的运动特性以及物理、化学性质的稳定性。拟焦沙的孔隙介质特性、表观形貌及容重同原型尾矿颇为相近,因此,可选用拟焦沙作为尾矿库溃坝模型试验的模型沙。4摇洪水模拟
洪水是影响尾矿库安全的重要因素,尾矿库防洪能力不足是造成漫顶溃坝的根源。因此,尾矿库的洪水计算、调洪演算和排洪设施设计是至关重要
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