某尾礦壩潰壩影響范圍模擬研究.pdf

1、尾礦庫(kù)是礦山開(kāi)發(fā)中必不可少的重要設(shè)施，也是礦山中重大的危險(xiǎn)源。尾礦庫(kù)的日常運(yùn)營(yíng)情況，不但與一個(gè)礦山企業(yè)的經(jīng)濟(jì)利益有著密切的關(guān)系，而且也會(huì)影響到下游區(qū)域居民的生命財(cái)產(chǎn)安全以及周邊的生態(tài)環(huán)境。在尾礦庫(kù)的整個(gè)庫(kù)區(qū)中，尾礦壩潰壩事故發(fā)生的危險(xiǎn)性最大。尾礦壩發(fā)生潰壩前，通常處于高水位運(yùn)行，且尾礦壩內(nèi)部浸潤(rùn)線抬升，壩體內(nèi)大部分區(qū)域處于飽和狀態(tài)。一旦發(fā)生潰壩，庫(kù)內(nèi)的水和尾砂混合在一起，將會(huì)以“泥石流”的形式涌出，沖毀房舍、農(nóng)田、橋梁和公路，對(duì)尾礦庫(kù)下

2、游地區(qū)人民的生命、財(cái)產(chǎn)造成巨大危害，導(dǎo)致人員的傷亡，環(huán)境受到污染。在國(guó)內(nèi)外的尾礦庫(kù)災(zāi)害事故中，尾礦壩潰壩事故屢見(jiàn)不鮮。因此，研究尾礦壩潰壩事故發(fā)生后的致災(zāi)范圍和影響程度，對(duì)預(yù)防尾礦壩潰壩事故、加強(qiáng)尾礦壩的安全管理、保證礦山的生產(chǎn)安全具有十分重要的意義。
　　 本文以某尾礦庫(kù)為研究對(duì)象，通過(guò)對(duì)尾礦庫(kù)潰壩影響范圍的理論計(jì)算與數(shù)值模擬方面的研究，為尾礦庫(kù)的安全管理工作提供一定的技術(shù)支持。本文具體研究了以下幾個(gè)方面：
　　 首先

3、，介紹了尾礦設(shè)施、尾礦庫(kù)和尾礦壩的相關(guān)理論，分析了尾礦壩潰壩的原因，探討了尾礦壩壩體的潰決類型及其決定因素；
　　 其次，介紹了現(xiàn)有成熟的尾礦壩潰壩影響范圍理論計(jì)算的數(shù)學(xué)模型，闡述了某尾礦庫(kù)的基本情況并對(duì)該尾礦壩的潰壩影響范圍進(jìn)行了理論計(jì)算；
　　 再次，介紹了泥漿運(yùn)動(dòng)的理論模型和控制方程，用標(biāo)準(zhǔn)κ-ε兩方程湍流模型對(duì)泥漿的控制方程進(jìn)行封閉，采用流體體積法(VOF)對(duì)潰壩的自由液面流動(dòng)進(jìn)行追蹤。將泥漿運(yùn)動(dòng)理論與潰壩水力學(xué)

4、相結(jié)合，建立三維尾礦壩潰壩模型，利用大型計(jì)算流體力學(xué)軟件FLUENT，采用瞬時(shí)全部潰決方案對(duì)該尾礦壩潰壩進(jìn)行了數(shù)值模擬，探討尾礦壩發(fā)生潰決后，尾礦壩內(nèi)堆存的尾礦和水一起流出，形成具有很強(qiáng)破壞性的泥石流，對(duì)下游區(qū)域的重要設(shè)施及居民區(qū)的淹沒(méi)范圍及致災(zāi)程度。
　　 最后，通過(guò)理論計(jì)算結(jié)果與數(shù)值模擬計(jì)算結(jié)果的比較分析可以得出利用FLUENT軟件對(duì)尾礦壩進(jìn)行潰壩影響范圍的數(shù)值模擬具有一定的可靠性和合理性，可以為預(yù)防尾礦壩潰壩事故以及尾礦庫(kù)