尾礦壩潰壩模型及數(shù)值模擬研究安全技術(shù)及工程.pdf

1、隨著國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人類社會(huì)對(duì)礦產(chǎn)資源的需求量激增。由于原礦品位較低，選礦過程中產(chǎn)生大量的尾砂。通過人工方法筑壩攔截山谷、傍山或平地而形成的尾砂儲(chǔ)存場所即尾礦庫。近年來事故頻發(fā)。由于尾礦砂粒徑較小，后期堆積壩采用庫內(nèi)尾砂堆筑而成，其穩(wěn)定性差，在汛期極易發(fā)生潰壩事故。一旦潰決，庫內(nèi)堆存的尾砂與洪水一起下泄，形成人為泥石流體，具有流速高、沖擊范圍遠(yuǎn)的特點(diǎn)，這將對(duì)庫區(qū)下游帶來滅頂之災(zāi)。加之選礦廠排出的尾礦水中的含選礦藥劑等有毒的化學(xué)成分及

2、重金屬離子，直接下泄將污染農(nóng)田和村莊，并可能造成難以預(yù)估的環(huán)境破壞，因此尾礦壩潰壩事故在全球最危險(xiǎn)的各項(xiàng)事故排名中列于第十八位。
　　 本文主要通過潰壩理論與數(shù)值分析計(jì)算，對(duì)潰壩過程及潰后尾砂與水的混合泥石流的流動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行了模擬與仿真。得出各個(gè)時(shí)間點(diǎn)時(shí)，計(jì)算區(qū)域上的水文分布圖，從而為災(zāi)害的預(yù)警與防治提供了手段和依據(jù)。主要的研究內(nèi)容包括：
　　 (1)建立了研究區(qū)域的DTM數(shù)字地表模型。先利用MapGIS中的自動(dòng)矢量化工具

3、，將掃描地圖文件轉(zhuǎn)化為電子格式的地形等高線之后，在3D-Mine中對(duì)錯(cuò)誤和斷點(diǎn)的等高線進(jìn)行人工連線處理，最后將處理好的等高線模型賦高程值；
　　 (2)計(jì)算24小時(shí)各時(shí)程點(diǎn)的降雨量。根據(jù)《湖南省暴雨洪水差算手冊》查出該地區(qū)的標(biāo)準(zhǔn)歷時(shí)(10min，60min，6h，24h)的設(shè)計(jì)雨量，中間任意歷時(shí)D的設(shè)計(jì)雨量HD，可由相鄰2個(gè)標(biāo)準(zhǔn)歷時(shí)(較短為S，較長為L)設(shè)計(jì)雨量Hs和HL的指數(shù)公式計(jì)算。
　　 (3)引入Flo-2d二維

4、泥石流災(zāi)害模擬軟件，在對(duì)研究區(qū)域暴雨量、潰壩、入流、出流、滲流、潰口發(fā)展模式等各項(xiàng)參數(shù)正確調(diào)查分析和設(shè)置基礎(chǔ)之后，對(duì)該區(qū)域尾礦壩漬壩事故進(jìn)行了24小時(shí)災(zāi)害發(fā)展情況模擬。模擬過程的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)展現(xiàn)了研究區(qū)域各處的流動(dòng)速度及流體深度隨時(shí)間變化情況，從而為尾礦庫潰壩安全評(píng)價(jià)提供了一種定量的方法。
　　 (4)分析了距離尾礦壩壩腳下游約500米左右的一條規(guī)劃中的廈蓉高速公路在完全潰壩情況下，路基淹水深度變化過程。從而為尾礦庫的選址、高速公路