尾矿坝溃坝安全风险分析评价方法

尾矿库作为潜在的泥石流危险源,一旦溃坝会造成严重的人员伤亡、财产损失和环境污染。基于蒙特卡洛方法,考虑尾矿库坝体材料参数的不确定性,分析了尾矿坝的失效概率;基于深度积分方法,模拟了溃坝发生后下泄尾砂流的影响范围及其冲击强度;介绍了下游淹没范围内生命损失、经济损失和环境损失的评估方法。根据上述尾矿库风险评价的基本理论,以9·8山西襄汾尾矿溃坝事故作为典型案例,系统地介绍了尾矿坝溃坝的风险评价方法,并对其风险程度进行了定量评价,上述研究对尾矿库的事故灾害防控和风险管理具有重要的实际意义。     

不同降雨工况下尾矿库溃坝模型试验及潜在经济损失评估研究

采用尾矿库降雨溃坝试验装置,以赣南某尾矿库为原型,对不同降雨工况下(50, 70, 90, 110 mm/h)尾矿库溃坝过程、溃口发展、淹没范围和转运距离、下泄尾砂沉积规律和溃坝影响范围潜在经济损失评估进行尾矿库溃坝模型试验。结果表明：随着降雨强度增加,相同时间阶段坝体的破坏越严重,但对坝体破坏规律的影响并不显著;4组试验中坝体溃口总体呈“喇叭”状发展变化,最终溃口的宽度、深度随降雨强度的增加不断增大,在不同阶段表现出不同特点;溃坝后尾砂流淹没范围随单位时间变化大致分为3阶段,淹没范围、转运距离随不同降雨工况而改变;溃坝尾砂粒径在模型下游的沉积表现出随转运距离的增加而递减,在距模型坝址120 cm处粒径出现较大变化,破坏过程中坝体细颗粒流失对坝体稳定性产生不利影响;通过损失风险评估得出若发生最大降雨工况的溃坝,事故后果严重性等级为“极重度”,该地区经济损失风险β值为1.21%,事故严重影响该地区社会经济。研究成果为尾矿库在降雨情况下的灾害防控提供参考。     

矿浆浓度对尾矿库溃坝泥石流运动规律研究分析

针对矿浆浓度会引起尾矿库溃坝等灾害问题,以四川某铜矿尾矿库为工程背景,基于溃决泥石流运动规律试验装置进行模型试验,利用观测设备对不同矿浆浓度条件下尾矿坝溃决泥石流运动规律进行分析.研究表明:随着矿浆浓度的不断增大,泥石流在下游沟谷中的运动过程更加激烈,泥石流流态和冲击力y也越大.研究可为尾矿坝溃坝泥石流程度预测和灾害范...     

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。     

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。     

头顶尾矿库溃坝下游平原区防护措施优选研究

头顶尾矿库安全风险巨大,极易引发重大安全事故,因此,对该类尾矿库溃坝泥石流演进过程和下游防护措施进行研究具有重要意义。针对下游为开阔平原地形的尾矿库,通过模型试验与数值模拟两种方 法,研究了在不同下游拦挡坝布置形式下,坝体下游各位置的泥沙淤积厚度以及淹没范围,在此基础上对下游防护拦挡坝的布置形式进行了优选。通过分析溃坝后下游泥沙淤积厚度以及淹没范围,得出：①拦挡坝具 有拦挡和导流的双重作用,其中导流又分为横向导流和纵向导流。②坝体角度不同,拦挡坝发挥的作用不同：坝体夹角越大,表现为拦挡作用越明显;坝体夹角越小,表现为导流作用越明显。③坝体夹角为128°的拦 挡坝为最优防护措施,原因在于该坝型的折角可减缓下泄泥沙对坝体的冲击力,并且该坝型的双向导流作用增大了下泄泥沙的流动范围,降低了下游泥沙淤积厚度,能够使泥沙有效地排到周围,减小对下游居民的危 害。研究成果可为下游尾矿库防护措施优选提供决策依据。     

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...     

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。     

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。     

不确定型层次分析法在尾矿库安全评价中的应用

尾矿库是一种人工形成的高位泥石流源,存在较多危害和事故隐患,且受到很多不确定性因素影响,一旦发生事故将会严重威胁到库区周边环境和下游人民财产安全。根据影响尾矿库安全的几个主要因素,考虑到传统层次分析法在安全评价中的不足,采用不确定型层次分析法建立了尾矿库安全评价模型,并根据尾矿库的实际确定其指标体系。     

多种变形观测在尾矿坝运行安全监测中的应用

尾矿库是一座人为形成的高位泥石流危险源和环境污染源,是非煤矿山的重大危险源之一.尾矿坝是尾矿库的主要建筑物,其安全与否决定了尾矿库是否安全.将现有的各种变形测量的方法用于尾矿坝运行期间的安全监测,并叙述了相关的数据处理方法,具有重大的现实意义.     

可见光光催化剂WO3降解丁黄药研究

用最佳热分解条件下制备的WO₃粉体为丁黄药模拟废水降解的光催化剂（可见光波长≥420 nm）,系统地研究了WO₃用量、丁黄药初始浓度、溶液pH值和降解时间对降解效果的影响。研究结果表明,当丁黄药模拟废水初始浓度为40 mg/L、WO₃用量为1.0 g/L、pH=7、降解反应时间为5 h时,丁黄药降解率为92%、COD去除率为84%;在诸影响因素中,以溶液的pH对丁黄药降解的影响最显著,在酸性介质下,丁黄药降解速度显著加快,上述降解反应的pH=4时,30 min即可达到90%的降解率。动力学研究表明,室温下WO₃光催化降解丁黄药的行为符合一级反应动力学模型。丁黄药降解的紫外-可见吸收光谱研究表明,在丁黄药降解过程中仅生成了二硫化碳。     

阿朵卡尾矿库稳定性分析及安全监测

尾矿库存在着溃坝、滑坡、崩塌、泥石流等危险隐患。主要对板田钒钛磁铁矿采选项目配套阿朵卡尾矿库工程安全稳定性进行分析与评价,对尾矿库设置安全在线监测系统,为阿朵卡尾矿库的安全与生产提供必要的理论依据。结果得出,尾矿库局部水力坡降(入渗点)超过允许坡降,但位于封闭环境中,加上初期坝及堆积坝的排渗措施,可有效降低浸润线;出渗点位于初期坝底部堆石体中,不会产生管涌等现象;通过使用简化毕肖普法等三种方法算出阿朵卡尾矿库的安全稳定系数处于安全的状态,其稳定性可较好满足安全生产的条件;在稳定状态良好的情况下对阿朵卡尾矿库进行安全监测。     

尾矿坝倾斜抬升超载安全度试验与数值模拟研究

针对近几年尾矿坝溃坝地质灾害频发的问题,有必要分析尾矿坝稳定状态。通过开展尾矿坝倾斜抬升超载安全度试验分析尾矿坝稳定性,并建立强度折减法数值分析模型,以极限应变判据验证倾斜抬升超载试验结果的准确性。结果表明:尾矿坝倾斜抬升超载破坏失稳是由初期坝坝脚处的点破坏向整体失稳破坏的演变过程;监测结果显示初期坝的位移大于子坝的位移,坝基的位移最小,试验尾矿坝的超载安全系数区间为1.35~1.38;超载安全度试验与数值模拟强度折减计算结果在安全系数和破坏形态两方面基本吻合,倾斜抬升超载试验方法适用于尾矿坝稳定性的研究。研究结果可为尾矿坝新建、运营、溃坝地质灾害防治提供指导。     

尾矿库洪水漫顶溃坝实验研究及数据分析

尾矿库是我国安全监管工作的重点内容之一,因其位置的特殊性,极易引发重特大事故。在加强尾矿库日常安全监管、降低事故隐患的基础上,建立漫顶溃坝试验模型研究坝体溃坝的演化过程、下泄流量及冲击距离,对加强下游库区安全管理、降低事故后果严重程度具有重要意义。本文基于相似理论建立了尾矿库漫顶溃坝物理模型,深入研究尾矿库漫顶溃坝过程中演化规律、冲击速度及下泄流体过泥深度等内容,并将实验结果与尾矿库溃坝计算模型结果进行对比,对比验证了物理模型实验数据的适用性、准确性,实验结果可为洪水期尾矿库的安全管理尤其是库区下游的治理工作提供理论和技术支撑。     

尾矿坝稳定性物理模型试验研究

以西石门铁矿生产的尾矿砂作为试验材料,通过自行研制的尾矿坝物理模型试验装置,按照室内小比尺堆积尾矿坝模型。加压试验导致坝体内产生高孔隙水压力,而浸润线上升幅度及影响范围较小,表明由于坝体继续堆高引起尾砂液化从而导致坝体失稳的风险不大。坝体位移监测结果表明尾矿坝中部变形最大,该区域为尾矿坝体失稳及采取工程措施的关键部位,坝体稳定存在1个临界高度,当超过其高度会使变形急剧增大,引起坝体失稳。因此在实际工程中应充分重视这一临界高度,并采取相应的工程措施。