精细地形下铀尾矿库溃坝三维数值模拟研究

为研究铀尾矿库溃坝泥石流演进规律及其对下游环境的影响,基于VOF方法、RNG k-ε紊流模型,建立溃坝三维数值模型,利用水槽溃坝试验验证了数值模型的准确性;针对某铀尾矿库建立坝体三维模型及下游河道三维精细地形模型,采用计算流体力学软件Flow-3D对铀尾矿库局部溃坝进行三维数值模拟研究,得到溃坝泥石流流速、传播时间、泥石流深度等要素变化规律以及溃坝泥石流影响范围。模拟结果表明,尾矿库局部溃坝泥石流不会直接冲击尾矿库下游村庄。     

尾矿坝溃坝对下游淹没和撞击的研究

尾矿库坝体发生漫顶、垮塌、坝体滑坡、渗漏等溃坝因素导致尾矿库溃坝,溃坝后高势能的尾砂形成尾砂泥石流冲向下游,对下游居民的生命财产构成严重的威胁。针对以尾矿坝溃坝为尾矿库安全事故灾害中的突出问题,以宝山荷叶塘尾矿库为例,运用分步数值模拟方法将尾砂泥石流运移、淹没这一动量过程和尾砂泥石流与障碍物撞击这一力学过程相结合分析尾矿库4#副坝溃坝时对其下游马鞍岭公路的安全影响,尾矿库溃坝后尾砂对下游公路的淹没和尾砂泥石流运移的规律直接影响着灾害能量的变化,通过尾砂泥石流与下游公路的撞击作用及能量变化揭示其运移规律,研究溃坝尾砂泥石流对下游的淹没范围、尾砂移动规律以及尾砂对下游公路的撞击,探讨下游公路的安全性。     

尾矿库溃坝数值计算及对下游影响分析

尾矿库溃坝与水库溃坝和山体泥石流爆发在工程条件上有一定的相似之处。采用工程类比法,借鉴水库溃坝与山体泥石流的研究成果,结合尾矿库溃坝自身的特点,针对逐渐溃坝的情况,对原有模型进行适当调整,得出下泄砂流的洪峰流量、下游沿程最大洪峰流量以及坝下游某处洪峰高度的计算公式,给出了最大洪峰流量到达该处的时间计算公式。将计算公式应用于实际工程,其计算结果为溃坝下游影响分析提供了充分数据,也为尾矿库的设计与管理提供了必要的数据,为尾矿库选址提供了理论依据。     

云南某矿山磷石膏尾矿库溃坝灾害影响分析

针对尾矿库溃坝事故,对溃坝后不同时间节点的影响范围及程度进行深入分析,并根据某矿山尾矿库现场测量参数计算确定下泄总量、溃坝口宽度、溃口最大流量、库浆下泄时间、库浆最大流速、库浆最大冲击力及溃坝的理论危害面积等溃坝的重要参数。最后,利用Gambit软件建立对尾矿库下游地区的简化模型,并通过ANSYS FLUENT软件对尾矿库溃坝进行实时动画模拟,以此分析尾矿库溃坝的影响。结果表明：1)该尾矿库发生溃坝事故时,库浆主要呈柱状涌出并开始向两边扩散,溃口库浆流速较快;2)溃坝发生后50 s时,库浆就能纵穿整个下游区域。到80 s时,整个下游区域几乎已经完全被淹没;3)数值模拟结果和尾矿库溃坝计算数据相比较,两者吻合良好。     

福建省某尾矿库溃坝分析

针对福建省某尾矿库进行了溃坝分析, 预测了尾矿库溃坝泥石流的洪峰流量、下游各点的最大淹没高度、起涨时间以及最大流量的到达时间, 为尾矿库失事的早期预警、下游人员疏散、最大限度减轻灾害影响和保护下游人民的生命财产安全等提供了重要的决策依据。     

真实地形下尾矿库溃坝尾砂流下泄过程数值模拟

为了研究尾矿库溃坝尾砂流对下游敏感目标的影响,以江西省某尾矿库为研究对象,建立了真实三维地形数值模型,利用FLOW-3D三维流体力学软件模拟分析了该尾矿库分别在不同工况下溃坝下泄尾砂流在下游1 km范围内的输移时空变化特征。结果表明:溃坝尾砂流的发展方向、分布情况、水深以及泥沙淤积受真实三维地形变化影响较为明显,溃坝尾砂流主要分布于下游稻田和低洼地段,浅溪河作为主要行洪通道,水深变化和泥沙淤积情况较为明显,只有已搬离的浅溪村受到尾砂流淹没,洪水最远到达港口村西部鱼塘,其余村庄均未受到影响。所得结果可以为尾矿库安全运行管理和制定溃坝应急预案提供依据。     

某尾矿库溃坝数值计算

尾矿库是现在矿山重大的危险源,一旦溃坝将会造成难以估量的损失。通过建模拟算得出下游村庄以及公路在溃坝危险区范围内,然后采用工程类比法,借鉴水库以及山体泥石流的研究成果,再根据某尾矿库溃坝的自身特点,预测溃坝矿砂流的最大流量、到达时间、淹没范围等,利用预测数据对下游村民及公路进行影响分析,同时也为尾矿库安全评估和采取相应的安全预防措施提供重要的依据。     

凤城市某尾矿库溃坝数值计算

我国尾矿库数量多、规模小、安全度水平低,较多中小尾矿库未经过正规设计, 并且绝大多数尾矿库下游为生活区、工矿企业或重要设施等。进行溃坝分析,为加强尾矿库管理, 最大限度减轻灾害影响提供依据。通过对凤城市某铁矿尾矿库溃坝分析, 预测溃坝泥石流的最大流量、到达时间、淹没范围及深度, 以便采取相应措施, 减少损失。     

尾矿库溃坝溃口发展状态模拟试验

我国尾矿库数量众多,早期建设的尾矿库标准偏低,存在较大的安全隐患。尾矿库一旦发生溃坝,将对其下游居民的生命财产安全造成巨大损失,并导致严重的环境污染。为此,需进行尾矿坝溃坝试验研究。在尾矿库溃坝试验中,由于每座尾矿库的具体情况不同,很难按照严格比例进行物理模拟,因此试验中主要采用概化模型,通过试验设计,对影响尾矿库溃坝的部分比变量进行研究,找出一般规律,为尾矿库溃坝治理提供参考。     

某铁矿尾矿库溃坝砂流演进过程数值模拟研究

为探究尾矿库溃坝灾害作用下对下游区域的灾害风险特点,借助地理信息系统对某铁矿尾矿库下游地形及重要建筑物进行调查,采用数值模拟研究166.0,122.0和97.0 m标高尾矿库溃坝砂流演进过程,并选取下游区域8个敏感点,分析砂流的淹没深度和流速.结果表明:3种工况条件下尾矿库溃决产生尾砂流到达下游敏感地区的时间基本上一致...     

云南某尾矿库溃坝砂流流态研究

尾矿库一旦发生溃坝,库内水和尾砂结合在一起以泥石流的形式涌出,会危及下游人民的生命安全.根据现有的水力学公式对尾矿库溃坝砂流运动形态进行理论计算,根据计算所得结果绘制出溃坝时不同溃坝高度及溃口宽度与尾砂最大流量、到达下游各断面的淹没深度、到达时间、最大流速以及冲击力的关系曲线,并进行分析,为尾矿库管理以及溃坝预防提供依据.     

尾矿库溃坝影响预测方法的探讨

尾矿库溃坝后果严重,目前在金属矿山环境影响评价工作中,尾矿库溃坝预测方法无统一规范,且多数缺乏依据。以某尾矿库为例,通过对比前人的计算方法,找出相对合理的计算方法,采用数值法和解析法相结合的方法计算某尾矿库溃坝后尾砂下泄量、下游各断面洪峰流量、洪峰淹没高度、影响范围等关键数据,为环境影响评价中尾矿库溃坝风险预测工作提供借鉴。     

基于Flow-3D尾矿库漫顶溃坝过程数值模拟

尾矿库是一个具有高势能的危险源，一旦发生溃坝，将对下游居民的生命财产造成严重威胁。为了提高尾矿库溃坝灾害预测与应急保障能力，本文以某尾矿库为工程背景，开展尾矿库溃坝的室内模型实验，并结合Flow-3D数值仿真技术对尾矿库漫顶溃坝后尾砂流的演进过程进行深入研究。将室内模型实验和数值模拟结果相互对比，溃坝过程基本吻合，验证了较小缩比尺模型实验的准确性以及数值模拟的可靠性。数值模拟研究结果表明：溃水的淹没高度和断面流量随溃坝时间的变化整体表现为前期快速增长及后期的较缓下降, 且随着演进距离的增加, 淹没高度和断面流量峰值都明显降低；下游地形影响溃坝尾砂流的流速和演进方向，溃坝尾砂流在下游弯道处出现“爬高”现象，弯道两岸淹没高度不同，弯道凹岸淹没高度高于另一侧；沟谷与河道的连接处，溃水向河道上下游两边扩散，在河道入口处形成“冲积扇”堵塞河道。     

一种简单的尾矿库溃坝泥石流演进计算方法研究

针对尾矿库溃坝泥石流危害范围尚无成熟模型模拟的情况,借鉴我国在泥石流领域及水库溃坝领域取得的研究成果,利用常用的工具软件,采用经验公式法对尾矿库溃坝泥石流进行简单计算,并根据泥石流流经的沟谷特征对计算结果进行调整,以获得尾矿库溃坝泥石流相对正确的流态,保证下游的淹没影响范围分析的准确性。     

尾矿库溃坝模拟范围及应急预案研究

尾矿库是一个由尾矿堆积形成的具有高势能的危险源,一旦发生溃坝,可能对其下游居民和设施安全造成严重的威胁,极有可能酿成重特大事故.以湖南省某铅锌矿尾矿库为例,借助地理信息系统软件对尾矿库下游地形及重要建筑物进行处理,并采用数值模拟方法分析尾矿库溃坝后尾矿的运移轨迹和淹没范围,得出尾矿库下游居民的搬迁范围及搬迁高程.上述研究同时能为新建尾矿库的选址提供设计依据,为现有尾矿库下游居民搬迁以及尾矿库应急预案的编制工作提供技术参考,对防灾减灾及保护人民群众生命财产安全起到了积极作用.     

尾矿库溃坝有关问题探讨

通过对国内部分尾矿库溃坝事件进行分析,结合尾矿坝的实际情况,深入分析溃坝的具体原因和机理,探讨了适合尾矿库溃坝的水力计算方法和对下游危害程度等问题,从而有利于对溃坝事故进行科学的防范。     

不同破坏模式下尾矿库溃坝模型试验研究

以辽宁某尾矿库为原型,自主搭建模型试验平台,分别进行突降暴雨洪水漫顶和坝坡管涌2种不同破坏模式下的尾矿库溃坝模型试验。从溃坝发展过程、影响范围及破坏程度等方面对比分析各工况下的溃决机理和破坏过程,得到不利工况,为下游居民安全撤离和制定合理抗灾减灾措施提供依据。结果表明:尾矿库的调洪库容和排洪设施的泄洪能力不足是溃坝模式形成的关键;2种破坏模式的溃坝过程和溃决机制有较大差异;相较于洪水漫顶破坏,管涌破坏导致的溃坝后果更为严重、影响范围也更广,可由此确定下游搬迁范围。     

尾矿库溃坝对下游高速公路桥梁的损伤和滑动破坏评估

溃坝尾砂泥石流是介于水和一般自然界泥石流二者之间的一种颗粒相对均匀的砂—水混合物浆体,具有高势能、流速快的特性,易对下游高速公路造成巨大威胁,因此开展溃坝尾砂泥石流对下游高速公路的损伤评估,对于保障尾矿库下游高速公路安全具有重要意义。本研究基于尾矿库溃坝数值模拟并结合泥石流领域的损伤和滑动破坏研究,建立了溃坝尾砂泥石流对下游高速公路桥梁的损伤和滑动破坏评估模型。首先,进行尾矿库溃坝数值模拟确定高速公路桥墩前溃坝尾砂泥石流的流速和深度变化;然后,将流速和深度数值模拟结果代入计算公式对高速公路损伤和滑动破坏进行定量评估;最后得出评估结果。以铜山口尾矿库为例开展工程应用,研究结果表明:尾矿库溃坝后高速公路桥墩损伤满足要求,桥墩基础损伤评估中计算出局部冲刷最大深度为4.456 m,大于桥墩基础顶部距离地面的高度4 m,一部分桥墩基础将受到侵蚀破坏;桥梁滑动破坏评估中计算出桥墩抗滑动稳定性系数为1.02,低于规范限制1.2,高速公路桥梁存在横向滑动风险。     

某尾矿库洪水漫顶溃坝实例分析

尾矿库是指筑坝拦截谷口或围地构成的,用以堆存金属或非金属矿山进行矿石选别后排出的尾矿或其他工业废渣的场所。尾矿坝是一个具有高势能的人造泥石流危险源,存在溃坝危险,一旦失事,不仅会严重破坏下游区域的生态环境,也会给下游人民造成巨大的生命及财产损失。本文描述了我国广东某尾矿库洪水漫顶溃坝过程,并对期溃坝原因进行分析,其中的溃坝资料是研究尾矿库溃坝非常重要的基础资料,也可为尾矿库设计和管理提供参考和借鉴。     

基于UAV高分辨率摄影测量的尾矿库溃坝模拟

针对大型尾矿库溃坝灾害问题,目前大多数研究没有考虑真实地形的影响,往往对模型进行了简化。将近年发展起来的无人机摄影测量技术应用到尾矿库溃坝模拟研究领域,使用专业航测无人机对山东某尾矿库进行摄影测量,获取库区及下游区域的影像及POS数据,然后通过摄影测量三维重建软件,生成了高精度三维模型,重建影像分辨率达到2.74cm/pixel,三维模型的精度达到了厘米级。基于无人机摄影测量三维重建的高分辨率地形,应用三维计算流体力学软件对尾矿库进行溃坝模拟,得出了尾矿库溃坝后溃决水流和尾砂的淹没范围及演进规律;通过在下游不同位置布设监测点,得出不同监测点处水流速度、淹没深度及尾砂的淤积厚度随时间的变化规律,预测了溃坝后果及危害程度。