硫化氢泄漏后果定量分析方法及指标响应规律

为了定量分析不同场景下H2S泄漏影响范围及各参数的响应规律,为H2S的泄漏防护提供定量数据,根据统一扩散模型和重气扩散理论,应用挪威船级社的 PHAST软件研究了H2S在不同泄漏条件下的扩散特征、浓度分布及顺风距离等. 结果表明,泄漏1 min时,中孔、大孔泄漏和破裂时的立即威胁生命和健康(IDLH)浓度顺风距离从661 m增至2404 m,IDLH浓度和最高容许浓度(MAC)的顺风距离、最大云团宽度均增大了3~4倍,持续5和30 min时变化类似;相同泄漏孔径时,中孔、大孔泄漏和破裂时,IDLH顺风距离分别缩短了31.4%, 23.8%和24.7%,最大云团宽度增加了1.4~1.7倍;风速4 m/s时,大气稳定度E的IDLH和MAC顺风距离分别是大气稳定度B的2.8倍和3.8倍;大气稳定度D、风速8.5 m/s时的IDLH和MAC顺风距离分别是风速1.5 m/s时的49.2%和39.3%;顺风距离及最大云团宽度随地面粗糙度增大呈对数降低;H2S泄漏后可能造成的主要危害是中毒,其次是喷射火、闪火及爆炸. 在进行泄漏防护时可参考定量分析结果,从个体防护和安全隔离两方面考虑;泄漏影响范围可作为H2S安全隔离的边界.     

岩性劣化对露天矿山边坡稳定性的响应规律

针对岩性条件劣化导致边坡稳定性下降的问题,以某露天矿山边坡为研究对象,运用SIR-20型地质雷达探测矿山滑坡体内部缺陷,并结合Slide软件模拟分析了不同岩性条件下边坡稳定性的变化规律。结果表明：软弱夹层、降雨入渗和爆破动荷载等内外因共同作用造成边坡岩性劣化,进而导致边坡后期出现滑移失稳;黏聚力c值降低是岩性劣化过程中的主要力学表现,安全系数与c值呈部分抛物线关系,且c值降为50 kPa是边坡特殊工况的失稳临界值。在综合分析矿山运行特征和岩性劣化条件基础上,提出通过减小上部第四系台阶坡面角和最终边坡角提高其永久稳定性的建议,安全系数经验证符合要求。研究结果可为矿山后期安全开采和边坡控制参数取值提供重要依据。     

滤纸法测定尾矿砂基质吸力试验研究

为研究不同含水率时尾矿砂的基质吸力变化规律,在尾矿砂颗粒级配测试的基础上,根据接触式滤纸法,对某尾矿砂吸湿和脱湿2个阶段分别进行了试验,得到了尾矿砂含水率在9%~40%内的12组基质吸力,建立了尾矿砂吸湿和脱湿过程的土-水特征曲线,并分析了其变化特征。试验结果表明:所测尾矿砂试样属于尾粉质黏土类;采用滤纸法可以获得较大吸力范围内的尾矿砂土-水特征曲线,该曲线近似呈倒“S”形;尾矿砂土-水特征曲线可以分为4个阶段,随含水率的增大,基质吸力阶段性减小;滤纸法测得的尾矿坝基质吸力变化范围较大,吸湿过程中为2 711.095~22.459 kPa,脱湿过程中为28.205~3 607.825 kPa。基质吸力在吸湿和脱湿过程中的变化规律基本一致,但变化路径不同,存在明显的“滞回现象”,脱湿过程中的基质吸力高于吸湿过程。     

复杂地形高含硫天然气风洞扩散实验及安全防护距离

为了探究高含硫天然气在复杂山地条件下的扩散规律、分布特征和外部安全防护距离，建立了泄漏源周边半径3 km范围的山区地形模型，分别测试了8个典型风向、3个来流风速共24种工况下的气体浓度,采用基于风险的方法研究了各类防护目标的安全防护距离。研究结果表明：①高含硫天然气的扩散过程可归纳为“顺坡扩散”和“切坡扩散”两种模式，风速、风向、地形及其相互作用是影响扩散过程和危害范围的重要因素，扩散过程表现出非均匀、非定常特征，并且分布各异；②复杂地形影响下的危险区域会沿多个方向扩展，并且形状很不规则，Ⅲ～Ⅱ级危险区域的最大影响距离是东北方向1 500 m，Ⅰ级危险区域的最大影响距离是东北方向1 200 m；③与平坦地形显著不同的是，复杂地形下的风向对扩散危害范围有显著影响，风速为1 m/s、2 m/s和4 m/s时，W风向最大浓度分别是N风向最大浓度的18.2倍、26.8倍和22.9倍；④在地形和风向共同作用下，不同防护目标在不同方向的安全防护距离为60.5～727.8 m，同一类防护目标在不同方向的安全距离相差约2倍。结论认为，采用风洞实验与定量风险评估相结合的方法，可以全面、有效地研究高含硫天然气扩散特征和安全防护距离。     

尾矿砂物理力学性能测试及坝体稳定性分析

为测试某上游式尾矿库内尾矿砂的物理力学性能,并论证坝体当前稳定性,通过室内土工试验和BI-90 Plus型激光粒度分析仪对原状尾矿砂进行全面测试与分析,得到尾矿砂13项基本物理性质指标和4项力学性质指标,同时计算3种工况下的坝体稳定性安全系数。研究结果表明:铜尾矿为细粒尾矿,渗透性差、可塑性强且膨胀性和收缩性显著,粒径大小及其含量近似呈Gauss分布;细粒尾砂含量越高,黏聚力越强,而内摩擦角和渗透系数越小,且差异达数倍至数十倍,分析认为这可能与尾矿颗粒中黏粒含量有关;3种工况下计算出的最小安全系数均明显大于规范要求值,表明其稳定性较好;按照尾矿颗粒级配和物理力学特性科学、合理的放矿,对坝体稳定性至关重要。试验结果可为研究尾矿砂的工程力学特性和坝体稳定性提供详实的数据支撑。