基于FLUENT的尾矿库溃坝数值模拟及尾砂运动分析

尾矿库溃坝时危害巨大,为了研究广东某矿尾矿库溃坝后的后果,现对其溃坝过程进行模拟。该尾矿库分两期设计,第二期在一期坝的基础上采用下游外推式加高,现以该尾矿库为工程背景,根据现场情况取其研究参数,借助FLUENT软件建立尾矿库溃坝过程三维模型,研究其10~100 s内7个时间段尾砂流的运移距离、流动速度、以及冲击压力以及对二期尾矿库稳定性的影响,并根据数值模拟结果制定有针对性的预防和防治措施。。 ,（此处缺关键过程）结果表明：随着时间的增加,尾砂运移距离逐渐增大,流速和压力先增大后减小,尾砂在下泄过程中离坝址处较近的位置破坏的程度最严重,溃坝从发生至结束历时较短仅为400 s。尾砂溃坝冲击力巨大且迅速,但数值模拟的结果对实际预防和治理工程具有指导意义,能有效的保证尾矿库的安全。     

基于MatDEM的三维实际地形尾矿库溃坝数值模拟

以云南某实际尾矿库为例,利用颗粒流离散元法和MatDEM软件建立完整的三维实际地形,并对尾矿库溃坝及尾砂下泄演进过程进行模拟,研究尾砂浆的锋面速度、分布形状、淹没范围等规律。研究表明,基于颗粒流离散元法与实际地形条件下模拟的尾砂浆运移溃坝过程更真实、贴合实际。     

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...     

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。     

基于SPH方法的小西沟尾矿库三维溃坝数值模拟

运用光滑粒子流体动力学理论(SPH),以Herschel-Bulkley为计算模型对小西沟尾矿库进行了三维溃坝数值模拟.充分考虑尾砂的类流体剪切黏性行为,基于物理模型试验得到的溃口形态建立计算模型.模拟得到了溃坝尾砂演进动力特性及空间堆积特征,确定了尾矿库渍坝对下游的影响范围,并分析了建构筑物对尾砂流的消能作用;根据尾...     

基于SPਘ 方法的小西沟尾矿库三维溃坝数值模拟

运用 光 滑 粒 子 流 体 动 力 学 理 论(SPH),以 HerschelＧ Bulkley为计算模型对小西沟尾矿库进行了三维溃坝数值模 拟.充分考虑尾砂的类流体剪切黏性行为,基于物理模型试 验得到的溃口形态建立计算模型.模拟得到了溃坝尾砂演 进动力特性及空间堆积特征,确定了尾矿库溃坝对下游的影 响范围,并分析了建构筑物对尾砂流的消能作用;根据尾砂 的运动特征,分类圈定风险防控范围,并以此制定风险防控 的针对性措施,以防范尾矿库的溃坝风险.     

强降雨洪水条件下尾矿库溃坝灾害影响研究

强降雨是导致尾矿库发生溃坝灾害的重要因素。为进一步探究强降雨洪水条件下尾矿库溃坝灾害影响,依托四川某尾矿库为研究对象,分析不同降雨频率条件下（200年、500年、1000年）的洪水暴发强度,并结合FLO-2D软件对强降雨条件下尾矿库溃坝影响进行了数值模拟。研究结果表明：溃坝量对尾矿库溃坝致灾程度有显著影响,溃坝砂流的灾害影响程度随溃坝量的增加而增大;溃坝尾砂流的最大淹没高度和峰值流速随溃坝量的增加而增大,下泄砂流的沿程淹没高度随尾砂运动距离的增加呈下降趋势;在地面高程变化幅度大的区域砂流的流速明显偏大,地面高程变化对砂流流速变化有较大影响。根据溃坝模拟结果,对强降雨条件下的溃坝尾砂流致灾影响程度进行了预估,为相关尾矿库溃坝灾害预测提供了参考。     

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。     

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。     

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。     

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。     

基于 CFD-DEM 耦合的尾矿库溃坝数值模拟

流体在尾矿库溃坝的形成和发展过程中起到至关重要的作用,开展尾矿坝流固耦合研究对认识尾矿库溃坝形成机理和演化规律具有重要意义。 选取某典型尾矿库溃坝工程实例,采用 CFD-DEM 流固耦合方法,先通过标定试验确定数值模拟细观参数,再对尾矿库溃坝过程进行数值模拟,获得溃坝过程中坝体和尾矿砂的位移场和速度场,并计算尾矿砂运移距离,计算结果与事故调查报告相吻合,证明 CFD-DEM 流固耦合方法在尾矿库溃坝数值模拟的可行性。 数值模拟结果表明:溃坝形成初期,滑移面后方有一个受挤压的区域,滑移面进口端深且陡,出口端较为平缓;尾矿坝溃坝后形成的堆积体呈两头密中间疏,在浆砌子坝前方形成明显的分割带。     

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。     

基于Rhino和Fluent耦合的尾矿库溃坝数值模拟分析

我国“头顶库”数量较大,存在着严重的安全和环境隐患,但在真实三维地形下溃坝水砂模拟方法上存在较大不足,难以对下游波及范围及影响程度做出准确判断。为此,采用数值模拟软件Rhino和Fluent建立尾矿库及周边区域计算模型,对溃坝后水砂在下游的流动状态进行了模拟分析。研究表明:利用Rhino建模和Fluent计算有机耦合,可以有效实现复杂地形下的水砂两相流溃坝三维数值模拟。“头顶库”溃坝水砂流动状态受下游地形影响密切,在下游地势平坦开阔时,水砂淹没范围广泛,流距较长;溃坝水砂在下游各处压力都具有先增大后减小、最后趋于稳定的特点,大部分尾砂淤积在下游低洼沟谷内;在溃坝后,水砂速度迅速增大,在某一时刻达到峰值,此时水砂的冲击力最大,之后流速缓慢降低至停止。研究实现了高精度地形下的尾矿库水砂两相流三维溃坝水砂流动模拟,模拟结果可为相似地形条件下的“头顶库”溃坝分析提供借鉴,模拟方法可为建立尾矿库溃坝模拟技术标准提供参考。     

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.     

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...     

尾矿坝溃坝数值模拟研究

针对近年来尾矿坝(库)溃坝事故不断增多以及溃坝事故现场数据不容易监测的问题,提出了采用数值模拟的计算机技术模拟事故现场的方法。首先,根据溃坝本身的特点以及溃后泥砂流流动特性选择VOF模型作为数值计算的基本模型,利用Fluent3D流体模拟计算软件进行数值计算。通过相似模拟试验和数值计算结果对比发现,溃坝后泥砂流的泥深分布与冲击力变化曲线都具有相同的趋势,并且各自峰值的相似度较大,证实了利用Fluent3D软件来模拟尾矿坝溃坝后泥砂流流动是可行的,初步解决了因尾矿坝溃坝具有瞬间性及极强破坏性而不易监测到溃坝现场数据的难题,为进一步研究尾矿坝溃坝防护措施打下了基础。     

浅谈尾矿库溃坝分析方法

以国内某尾矿库为例,分别采用目前国内较为流行的泥石流危险性评价方法以及溃坝水力学方法进行数值分析,初步探求其溃坝影响范围,并对其计算结果进行对比分析,找出各种方法的利弊.     

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。     

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.