尾矿坝溃坝泥沙运动特性及三维数值模拟研究.pdf

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1、第24卷第5期矿冶Vo1．24．No．52015年10月MINING＆METALLURGY0ctober2015文章编号：1005—7854(2015)05~001—04尾矿坝溃坝泥沙运动特性及三维数值模拟研究李旭王光进李克钢(昆明理工大学国土资源工程学院，昆明650093)摘要：分析尾矿库溃坝泥沙运动特性对溃坝后安全治理措施有重要意义。分析了尾矿坝泥沙体积浓度的不同对于溃决尾矿泥沙在流动过程中的速度场的影响。运用CFD软件建立尾矿坝溃坝的三维几何模拟模型，借助Fluent中VOF计算模型模拟尾矿砂、水多相流的流动规律

2、及流动状态，模拟的溃坝流动特性与试验结果相一致，研究结果为尾矿坝的设计与安全监测提供理论依据。关键词：尾矿坝溃坝；Fluent；数值模拟；沙流中图分类号：TD9261文献标志码：Adoi：10．3969／j．issn．1005~854．2015．05．001STUDYONTHEFLOWCHARACTERISTICSOFSANDFLOWSURGINGFROMTAILINGSDAM．BREAKANDITSTHREEDIMENS10NALNUMERICALSIMULATIONLIXuWANGGuang-finLIKe—gan

3、g(FacultyofLandResourcesEngineering，KunmingUniversityofScienceandTechnology，Kunming650093，China)ABSTRACT：Theanalysisoftheflowcharacteristicsofsandflowsurgingfromtailingsdam—breakhasimportantsignificanceforsafetycontrolmeasuresafterdam—break．Thispaperanalyzeshowt

4、hedifferenceofsandvolumecon-centrationaffectsthevelocityfieldwithintheflowoftailingsafterdam-break．UsingtheCFDsoftwareathreedi-mensiongeometrysimulationmodelisestablished．Theflowingregularpatternandstatesoftailingssand，watermultiphaseflowaresimulatedwithFluentso

5、ftwareVOFcalculatemode1．Accordingtosimulationresultswecanfindoutthattailingflowfeatureagreeswiththeresultsofexperiment．Theanalysisresultsprovideatheoreticalba—sisandanimportantreferencefortailingdamdesignandsafetymonitoring．KEYWoRDS：tailingdam-break；Fluent；numer

6、icalsimulation；sandflow在我国无论是尾矿库数量、库容，还是坝高在世模拟的方法对由于渗水而引起的尾矿砂液化是尾矿界都是罕见的。在尾矿坝溃坝过程的研究中，国内坝边坡失稳的研究，得出了尾砂液化对边坡稳定有外学者对尾矿坝溃决后下泄泥沙流的运动规律及其重要影响。在我国，宁民霞等人对云南玉溪矿业动力学特性进行了深入的研究和预测⋯。在国外有限公司易门矿务局所属的一座在建尾矿坝进行了JeyapalanJK应用滑梯黏流模型对尾矿溃坝沙流波溃坝模拟分析，得出泥沙流浓度与下游沟槽粗糙度进行分析，并预测影响范围。Bast

7、aniSA运用数值对流动特性有重要影响。金佳旭、梁力等以辽宁某尾矿库为例，采用非牛顿流体模型中的Bingham收稿日期：2014-09-09模型，利用ANSYSCF重点分析了溃坝后的流态变基金项目：国家自然科学基金重点项目(51234004)；云南省厅化、速度矢量变化以及最终堆积形态。分析结果表级项目(KKSY201221070)作者简介：李旭，硕士，从事尾矿坝堆坝溃坝研究。明，尾矿坝溃坝以后，尾矿砂流在重力作用下向下游通讯作者：王光进，讲师，博士，主要从事尾矿坝稳定性评价与安运动，冲出初期坝坝坡之后形成涌波，并逐渐向

8、下游全监控基础性研究。E—mail：wangguan西in2005@163．corn扩散传播；任意时刻尾砂的速度大小均呈现出渐进矿冶式的变化，从尾部至端头速度逐渐增大，近地面速度表1数值模拟参数Table1Numericalsimulationparameter比表面速度大；最终形成一个尾部厚、向边缘逐渐变薄的堆积体。由于国内外学