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。     

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。     

尾矿库不同溃坝形式的数值模拟研究

本文以四川省攀枝花市米易县某尾矿库为研究对象,采用FLO-2D数值模拟软件对不同溃坝形式的尾矿库进行数值模拟,对结果进行对比分析,确定溃坝影响范围。通过计算尾矿库洪水漫顶参数,单点瞬时溃坝和多点瞬时溃坝的溃坝参数,代入FLO-2D软件最终获得相应的数值模拟成果。结果表明,在所有溃坝形式下,单点溃坝造成的堆积最多,破坏性最强,尾细砂和尾粉砂大部分集中在主体坝后段,相较之下多点瞬时溃坝对受灾地区破坏性较弱,受灾程度相对缓和,但受灾面积显著增大,尾砂沉积最广,主要分布在各座坝体初期坝和淹没地区;而由于洪水漫顶造成的溃坝灾害流量最小,相较于瞬时溃坝而言,破坏性较小,受灾面积最小,尾砂主要沉积在河道中,但需要注意的是,在伴随大量降雨时,该灾害可能会同时引发其他次生灾害。     

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。     

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。     

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.     

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.     

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。     

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。     

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。     

某铁矿尾矿库主坝体稳定性数值模拟分析

尾矿库的稳定性直接影响着人民的生命财产安全,而地震作用会影响尾矿库的稳定性。以山东某铁矿尾矿库为例,通过ABAQUS有限元软件网格建模,建立尾矿库主坝三维数值模型,并导入FLAC3D数值分析软件,选取Z2、Z3、Z4 3个剖面进行数值计算。应用强度折减法,采用拟静力法模拟地震作用,分别计算和分析尾矿库主坝在正常运行条件下和地震作用条件下的稳定性。分析结果表明,正常运行条件下尾矿库主坝体稳定性良好,安全系数均满足最小安全系数要求;在地震作用运行条件下,尾矿库主坝体安全系数较正常运行条件有所减小,但仍满足最小安全系数要求;可以采用改善尾矿坝的排水条件、改善坝体的受力条件、绿色加筋技术等防治措施来加强尾矿库的抗震性能。     

尾矿库溃坝泥石流的演进过程及防护措施研究

以实际工程为例,建立三维溃坝数值模型,对尾矿库溃坝泥石流的演进规律进行三维数值模拟,得到淹没范围以及溃坝泥石流速度、堆积厚度随时间的变化规律,并通过实测资料对数值模拟结果进行验证。将拦挡导流坝应用于实际工程中,旨在通过人为改变泥石流的演进方向,最大程度地降低泥石流灾害。通过分析设置拦挡导流坝前后的泥石流运动特征,证明拦挡导流坝不仅对泥石流起到导流作用,还可拦蓄一部分泥石流,有效地减小泥石流向下游的演进距离。     

尾矿库溃坝研究现状综述

尾矿库事故造成的危害位列世界93种事故、公害隐患中的18位,与矿山的生产安全、周边社区的和谐稳定关系密切。首先针对尾矿库溃坝影响因素辨识进行综述,事故树分析法是主要研究方法之一,但该方法受人为主观意识影响较大;其次从对溃坝事故进行数值模拟、物理模型试验两个角度来看,坝体稳定性、溃坝机理、溃坝后泥石流参数是主要模拟方向,但针对溃坝机理进行的物理模型试验模拟较少,且现行主要模拟对象是洪水漫顶导致的溃坝模拟,缺乏对其他溃坝模式的试验分析。由于尾矿库溃坝事故一旦发生,灾害无法预估,着眼尾矿库溃坝从影响因素到事故再到灾害的演化过程,仍需从风险管理、计算机模拟、模型试验等领域进行交叉研究,为提高尾矿库安全管理水平提供参考。     

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。     

某尾矿库渗流计算数值模拟

根据尾矿库的具体工程地质条件,采用渗流分析软件对尾矿库进行渗流数值模拟计算.考虑尾矿库渗透水在尾矿堆积体内流动时做低雷诺数的层流运动,以线性达西定律为基础,模拟不同坝高在正常运行工况和洪水运行工况下的渗流数值计算.结果表明:在冲沟的位置有较大的速度矢量,对流沙的裹挟会使局部危害加剧;库内水位向下游尾矿堆积坝体的渗透过程中,总水头最大,浸润线在坝顶部逸出可能性最大,最容易发生渗流破坏.     

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。     

某尾矿库溃坝对下游影响风险评估

近年来尾矿库溃坝事故时有发生,破坏性巨大,造成不可挽回的生命和财产损失。选取几个溃坝后对下游影响较大的参数,通过数学模拟的方法分析尾矿库溃坝形成的泥石流对下游的影响,并以申太选矿有限公司尾矿库为例进行了风险评估探讨,为企业和安监部门提供参考。