基于3DMine耦合的尾矿库溃坝灾害模拟

尾矿库溃坝安全风险评估模型及管控评述摘要：尾矿库溃坝事故后果十分严重，一旦发生会对财产甚至是人身安全造成严重的影响，实时掌控溃坝安全风险具有重要的意义。

论文统计分析了典型事故案例和相关溃坝风险评估模型研究，归纳总结了尾矿库的溃坝机理和风险评估指标构成；首先对尾矿库溃坝机理和影响因素进行评述，其溃坝机理错综复杂；其次根据风险的定义，从可能性和严重度两个方面评述了尾矿库风险评估模型，而数值模拟法，相似试验法等是常用的分析方法，其影响程度通过坝体稳定性、溃坝影响范围等参数来表征；然后总结了一些风险聚合的方法，并指出如何将风险量化是今后的研究方向，较于传统方法能更为客观准确的量化风险和有针对性地制定降低风险的措施；最后从可能性和严重程度两个角度进一步阐述了应从降低溃坝事故可能性和后果严重程度，建立更为清晰的溃坝风险防范措施。

动态的溃坝风险量化评估模型，结合智能实时监控技术，将实现尾矿库溃坝风险实时评价及高效分级管控，对尾矿库溃坝事故防范具有重要意义。

关键词：尾矿库；溃坝风险；影响因素；风险评估模型；风险聚合；风险管控中图分类号：TD76 文献标志码：A引言尾矿库是采用筑坝形成的，用来堆存金属和非金属矿山选别后排除尾矿的场所[1]。

我国目前尾矿堆存量累计已达200亿t，已然成为我国产出量最多的固体废物。

数量多、规模小、分布广是我国尾矿库的基本特征[2]，而且我国人口密集，调和尾矿库的选址和下游居民之间的矛盾往往具有一定难度，所以尾矿库溃坝问题与下游居民的财产安全甚至是生命问题紧密相连，一旦发生溃坝不仅会破坏生态环境，还会带来非常严重人员伤亡。

因此，实时准确掌握尾矿库溃坝风险并采取有效的预防措施具有十分重要的意义。

风险是具有不确定性的客观存在的概率事件，它是对潜在的、未来可能的发生损害的一种估计和预测。

风险包括可能性和后果严重度。

尾矿库溃坝风险可能性和后果严重度的影响因素复杂，要实时掌控尾矿库溃坝风险，必须要建立可靠的风险评估模型，并采取有效的管控措施因此风险的管控措施。

矿山尾矿库溃坝事故应急预案一、概述矿山尾矿库溃坝事故是一种严重的矿山安全事故，可能导致生命财产损失以及环境污染。

为了应对这类事故，制定一套科学合理、周密完善的应急预案至关重要。

本文将介绍矿山尾矿库溃坝事故应急预案的重要性及其基本要素，并提出应急预案的建立和演练工作。

二、矿山尾矿库溃坝事故应急预案的重要性尾矿库溃坝事故具有突发性、危害范围广、扩散速度快的特点，对人类生命安全和环境造成巨大威胁。

科学合理的应急预案可以在事故发生时迅速启动，有效减少损失并最大限度地保护人员安全。

应急预案的建立有利于提高矿山的应急处置能力，防止事故发生时的无序应对，确保生命财产和环境安全。

三、矿山尾矿库溃坝事故应急预案的基本要素1. 应急指挥机构的组建与职责分工应急指挥机构应设立合适的领导机构，并明确各部门职责，确保在事故发生时能够迅速、高效地组织指挥各项救援工作。

2. 应急响应级别及应对措施应急预案应根据实际情况，制定不同级别的应急响应，包括一级响应、二级响应、三级响应等级。

对于不同级别的事故，应明确相应的应对措施，包括人员疏散、伤员救治、物资调配等。

3. 应急救援队伍和装备的建设矿山应建立专业的应急救援队伍，并配备必要的应急救援装备。

应急救援队伍应具备专业的技能和知识，能够在事故发生时快速反应并展开救援行动。

4. 指挥通信系统的建立与完善矿山应建立一套高效、安全的指挥通信系统，确保在紧急情况下能够迅速传递信息、协调救援行动。

5. 应急预案的修订和演练应急预案应定期进行修订和演练，保持与实际情况的适应性。

通过演练，可以评估应急预案的可行性和有效性，并查漏补缺，不断提高应急处置能力。

四、应急预案的建立和演练工作1. 建立应急专家团队矿山应成立专业的应急专家团队，由有关单位的专家组成，负责应急预案的制定、修订和演练等工作。

2. 收集和分析相关数据矿山应收集和分析尾矿库溃坝事故的历史数据、案例研究和专家经验，以便更好地制定应急预案。

尾矿库灾害事故应急演练方案一、险情报告1、因8月16日起连续降大雨，8月18日上午8时，尾矿库出现险情（渗透、裂缝、洪水漫顶等），危及库下游生产厂人员、设备安全。

2、信息报告员按照逐级向上汇报制度，立即向单位现场指挥人员汇报。

3、各单位现场指挥人员依据应急相应程序的规定，向安全环保科（3384846）汇报的同时，根据险情大小、有无被困人员等判断，通知办公室、联银公司安排车辆及外部救援服务机构（120）。

二、应急处置方案的实施1、现场指挥人员宣布启动尾矿坝防汛专项应急预案；2、现场指挥人员指定***负责：召集应急救援队及各厂操作工在岗待命，调动联银公司所有矿车、铲挖掘机等进入应急现场；3、现场指挥人员安排专人负责应急处置，并由指定的负责人讲解应急处置措施：（1）查找渗漏点，处理泄漏的原则是“内截、外排”。

内截就是在坝的上游用黄土及滤布封堵渗漏入口，截断渗漏途径，防止渗入。

外排就是在坝的下游采用导渗和滤水措施，使渗水在不带走土颗粒的前提下，迅速安全地将渗水排走，以达到渗透稳定。

（2）裂缝处理发现裂缝后立即采取防护措施，人工装沙袋车辆运岩石及黄土堵入，防止雨水加大裂缝的发展（3）洪水漫顶如果洪水漫顶就会迅速冲决口，造成溃坝事故。

当排水设施已全部使用，水位仍继续上升，根据水情预报可能出现险情时，立即用草袋、编织袋、麻袋抢筑子堤抢筑坝体，增加挡水高度。

4、库下游生产厂人员、设备的安全撤离。

结合本单位实际按应急演练方案要求，安排专人负责应急撤人疏散。

指定的应急撤人疏散负责人制定并讲解应急撤人疏散路线。

三、演练总结：1、演练计划于当日上午*时结束，通过各单位演练现场指挥人员宣布演练结束指令。

2、及时通报此次演练的情况，小结演练取得的成果，找出存在问题和不足，并对参加本次演练表现突出的抢险人员提出表扬。

山东华联矿业股份有限公司2011年8月3日。

尾矿坝溃坝模拟及影响范围预测金佳旭;梁力;吴凤元;郭文亮;董天文【摘要】针对尾矿坝溃坝对下游人员生命财产和环境安全危害严重,难以准确定量地描述这一问题,以辽宁某尾矿库为例,采用非牛顿流体模型中的Bingham模型,利用ANSYS CFX流体动力学分析软件对溃坝后的砂流演进过程进行模拟分析.重点分析了溃坝后的流态变化、速度矢量变化以及最终堆积形态.分析结果表明:尾矿坝溃坝以后,尾矿砂流在重力作用下向下游演进运动,冲出初期坝坝坡之后形成涌波,并逐渐向下游扩散传播；任意时刻尾砂的速度大小均呈现出渐进式的变化,从尾部至端头速度逐渐增大,近地面速度比表面速度大；最终形成一个尾部厚、向边缘逐渐变薄的堆积体.所得结果将为溃坝灾害应急预案的编制、下游人员安全疏散方案的提出及溃坝后的灾害评估提供重要的依据.【期刊名称】《金属矿山》【年(卷),期】2013(000)003【总页数】4页(P141-144)【关键词】尾矿坝;溃坝;数值模拟;堆积体【作者】金佳旭;梁力;吴凤元;郭文亮;董天文【作者单位】东北大学资源与土木工程学院;东北大学资源与土木工程学院;东北大学资源与土木工程学院;东北大学资源与土木工程学院;机械工业第六设计研究院有限公司;后勤工程学院建筑工程系【正文语种】中文尾矿库作为一种特殊的水工建筑物，其稳定性直接关系到下游人民的生命财产安全。

研究尾矿库的溃坝机理、预测溃坝尾砂流的淹没范围对尾矿库防灾减灾、提高尾矿库的安全管理和预防事故技术水平、保证库区下游人民的生命财产和生态环境安全等具有重要的意义。

因此，对尾矿坝溃坝机理及溃坝影响范围的研究刻不容缓。

国内外关于尾矿坝稳定性及溃坝机理研究已经取得了一定的进展，Jeyapalan［1-2］研究了尾矿砂流动的黏滞性模型并对溃坝后尾砂波进行预测;Wang、陈青生、Bastani等人［3-8］先后对尾矿动力稳定及渗流液化和滑坡的数值模拟进行研究。

但这些理论大都基于经验公式［9］，无法准确定量地分析尾矿库溃坝的实际影响范围。

耦合VOF的非线性k-ε模型三维溃坝数值模拟丁伟业;金生;艾丛芳【摘要】溃坝是一种伴随有巨大破坏力的灾害性的水流现象.三维溃坝的数值模拟能够为溃坝水流的研究分析提供科学的依据.针对瞬间全溃模型水流的复杂性,考虑水库下游障碍物的滞水及阻水作用,利用开源程序OpenFOAM建立了耦合VOF对流方程的三维非线性(NL)k-ε紊流数学模型求解雷诺时均纳维斯托克斯方程.采用有限体积法进行离散,利用PISO算法进行数值求解.通过模拟下游为三角形障碍物、矩形障碍物以及90°弯道的溃坝实验,并将模拟结果与实验结果进行对比分析,初步证明了该模型的准确性和鲁棒性.%Dam break is a kind of disastrous water phenomenon with great destructive power.3-D numerical model can provide scientific basis for dam-break flow research and analysis.In view of the complexity of the instan-taneous total dam-break flow model, considering the stagnant water and water blocking of the obstacle in the down-stream of the reservoir, a 3-D NLk-ε turbulence model coupled with the VOF method in OpenFOAM was estab-lished to solve the Reynolds-Averaged Navier-Stokes equations.The PISO algorithm was utilized for the pressure-velocity coupling and the equations were discretized using the finite volume method.The accuracy and robustness of the model has been tested comparing with the laboratory experiments of dam-break flow over a triangle obstacle, rectangle obstacle and 90 degree channel in this paper.【期刊名称】《水道港口》【年(卷),期】2017(038)005【总页数】6页(P489-494)【关键词】VOF法;NLk-ε模型;溃坝;OpenFOAM;三维数值模拟【作者】丁伟业;金生;艾丛芳【作者单位】大连理工大学海岸和近海工程国家重点实验室,大连116024;大连理工大学海岸和近海工程国家重点实验室,大连116024;大连理工大学海岸和近海工程国家重点实验室,大连116024【正文语种】中文【中图分类】TV1222016年1月14日11时许，湖北省恩施龙凤镇三河村白庙突发堰塞湖溃坝事故。

第４２卷　第３期２０２３年８月铀　矿　冶ＵＲＡＮＩＵＭＭＩＮＩＮＧＡＮＤＭＥＴＡＬＬＵＲＧＹＶｏｌ．４２　Ｎｏ．３Ａｕｇ．２０２３收稿日期：２０２３ ０１ １１基金项目：国家国防科技工业局核能开发科研项目（科工二司〔２０１９〕１３４１号）第一作者简介：胡良才（１９８３—），男，河北邢台人，硕士，高级工程师，主要从事铀尾矿库科研、设计工作。

尾矿库分期建设溢洪道水力特性三维数值模拟胡良才，郭大平，李哲辉，李玉雷，张　宁（中核第四研究设计工程有限公司，河北石家庄０５００２１）摘要：分期建设是尾矿库溢洪道的建设特点之一，不同运行阶段溢洪道的水力特性差异较大。

以某铀尾矿库分期建设溢洪道为研究对象，基于ＶＯＦ方法、ＲＮＧ犽 ε紊流模型，采用Ｆｌｏｗ ３Ｄ软件对溢洪道初始设计方案、优化设计方案的水流流态、流速、消能率等进行了三维数值模拟。

研究表明，初始设计方案下基建期溢洪道水流流态较平顺，溢洪道体型合理；但建成期溢洪道存在台阶段底坡偏陡、水面高出边墙等问题。

优化后的建成期溢洪道水流流态较好，水流最大流速约１７．３１ｍ／ｓ，消能率约７８．５３％，溢洪道体型较合理。

研究成果可用于指导分期建设溢洪道工程设计。

关键词：分期建设；溢洪道；尾矿库；水力特性；数值模拟；ＶＯＦ方法；ＲＮＧ犽 ε紊流模型中图分类号：ＴＶ１３５．２　文献标志码：Ａ　文章编号：１０００ ８０６３（２０２３）０３ ００７５ ０６犇犗犐：１０．１３４２６／ｊ．ｃｎｋｉ．ｙｋｙ．２０２３．０１．０４ 排洪设施是尾矿库的重要组成部分［１ ２］，在排泄入库暴雨洪水、保障尾矿库防洪安全方面发挥着重要的作用［３ ６］。

溢洪道泄流能力大、检修方便，在地形地质等条件许可时，采用溢洪道作为排洪设施可大幅提高尾矿库防洪安全性。

按运行阶段不同，溢洪道可分为基建期、运行期、建成期，其中运行期及建成期溢洪道通常是在基建期溢洪道基础上通过抬高溢流堰堰顶高程而成，加高后的溢流堰与陡槽多采用台阶段连接。

尾矿库坝体及排渗体三维渗流分析I. 绪论1.1 研究背景及意义1.2 国内外研究现状1.3 论文研究内容及目的II. 尾矿库坝体和排渗体的三维建模2.1 建模方法和原理2.2 模型参数设置和选择2.3 模型验证和误差分析III. 尾矿库坝体和排渗体的渗流模拟3.1 渗流模拟方法和原理3.2 渗流模拟结果分析3.3 渗流模拟与现场监测数据比对及误差分析IV. 尾矿库坝体和排渗体的稳定性分析4.1 稳定性分析方法和原理4.2 稳定性分析结果分析4.3 稳定性分析与现场监测数据比对及误差分析V. 结论与展望5.1 研究结论5.2 研究不足和展望5.3 工程应用推广建议参考文献I. 绪论1.1 研究背景及意义尾矿库是矿山生产过程中处理和储存废渣的重要设施，而尾矿库坝体和排渗体渗流问题一直是矿山环境安全和尾矿库可持续发展的关键问题。

尾矿库坝体的稳定性和排渗体的渗流特性一直是研究热点和难点问题，尤其是在灾害预警和防范方面具有重要意义。

因此，对尾矿库坝体和排渗体的渗流分析具有重要的理论意义和工程应用价值。

近年来，随着计算机技术的发展和三维建模软件的广泛应用，尾矿库坝体和排渗体的渗流分析也得到了很大提升。

因此，对尾矿库坝体和排渗体的三维渗流分析进行深入研究和探索，可以为矿山环境安全和尾矿库可持续发展提供参考和指导，同时也可以发掘尾矿库坝体和排渗体渗流机理，提高其渗流预测精度和稳定性。

1.2 国内外研究现状目前，国内外学者对尾矿库坝体和排渗体的三维渗流分析进行了不同程度的研究，取得了一定的进展。

以国内为例，黄山等人利用数值模拟方法对不同尾矿干堆的稳定性进行了分析，揭示了尾矿库坝体和排渗体的渗流特性，为尾矿干堆的安全性评估提供了理论参考。

而在国外，William H et al.在研究中对尾矿库坝体和排渗体的三维模型进行了建立，并提出了一种基于流体动力学特性的渗流模拟方法，为尾矿库坝体和排渗体的渗流分析提供了新思路。

尾矿库应急救援演练方案样本一、演练目的与任务目的：通过本次演练，进一步提高尾矿库应急救援的能力和水平，检验应急预案的可行性和有效性，提升应急救援人员的素质和应对能力。

任务：通过模拟尾矿库发生溃坝事故，组织应急救援队伍进行应急处置和救援，检查应急预案的完整性和适用性，评估应急救援工作的效果，总结经验教训，进一步完善应急救援预案，并提出改进措施。

二、演练时间和地点时间：____年XX月XX日上午X时至下午X时。

地点：尾矿库A区域。

三、演练内容1. 演练主题应急救援队伍组织应急处置和救援，模拟尾矿库溃坝事故，全面展示应急救援工作的组织、指挥、协调、救援等各项工作。

2. 演练步骤(1) 演练准备a.召集应急救援队伍成员，并进行培训，加强队伍的熟悉度和配合度。

b.组织模拟溃坝事故所需的装备和物资，确保演练过程中的安全和顺利进行。

c.制定演练方案，并进行分工，明确救援人员的职责和任务。

(2) 演练过程a.模拟尾矿库溃坝事故的发生，启动应急预案。

b.由应急指挥中心迅速组织应急救援队伍，进行现场勘察和灾情评估。

c.根据灾情评估结果，制定应急救援方案，并组织救援人员展开救援行动。

d.协调相关部门的支援力量，组织物资和装备的调配和运输。

e.组织受灾群众疏散和转移，确保人员的生命安全。

f.加强与媒体和社会各界的沟通和协调，及时发布灾情通报和救援动态。

(3) 演练总结a.演练结束后，由应急指挥中心召开总结会议，对演练进行评估、总结和分析。

b.总结经验教训，发现问题和不足，提出改进措施。

c.修改和完善应急预案和救援方案，提高应急救援的效率和质量。

四、演练组织1. 演练指挥部由应急指挥中心担任演练指挥部，负责整个演练工作的组织和指挥。

2. 演练参与单位(1) 应急救援队伍：包括消防队、抢险救援队、医疗救援队等。

(2) 支援单位：包括矿山公司、交通运输部门、公安、通讯等。

3. 演练任务分工(1) 应急指挥中心：负责指挥、协调和指导整个演练的进行。