尾矿库漫顶溃坝模型试验研究.pdf

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1、2015年6月中国矿山工程第44卷第3期ChinaMineEngineering·73·尾矿库漫顶溃坝模型试验研究Experimentalstudyontailingdambreakduetoovertopping楚金旺，宋会彬，张红武(1．中国恩菲工程技术有限公司，北京100038；2．清华大学水沙科学与水利水电工程国家重点实验室，北京100084)摘要：根据洪水计算结果、调洪库容和排洪设施泄洪能力进行调洪演算，找出漫顶溃坝的诱因，拟定试验条件，选取洪水频率，确定洪水过程线，再换算成模型试验来水流量一时间曲线。将相似准则适当放宽，重点考虑集积效果相似，试验模型

2、遵循水流重力相似、水流阻力相似、尾矿起动相似和尾矿悬移相似等相似条件。以国内某尾矿库为工程背景，建立试验模型进行溃坝试验研究，分析溃决过程和溃坝机理。尾矿坝漫顶溃坝溃口发展过程主要由“水流冲刷引起的纵向连续下切及陡坎冲蚀”和“溃口边坡失稳坍塌引起的横向间歇扩展”组成，在渍坝初期，水流侵蚀是溃口扩展的主导因素，而在中后期，纵向陡坎冲蚀和边坡失稳坍塌成为溃口扩展的主导因素。关键词：漫项溃坝；模型试验；相似定律；溃坝机理；陡坎冲蚀；溃E／"形态Abstract：Accordingtofloodregulationcalculationwhichbasedonflood

3、calculation，floodstoragecapacityanddischargecapacityofflooddrainagefacility，theinducementsfordamfailurecausedbyovertoppingcouldbefoundout，andtestconditionsweredraftedwhichincludedfloodfrequency，floodprocesslineandflowtimecurvesusedforthemodeltest．Whenthesimilaritylawisproperlyrelaxed

4、，thesimilarintegratedeffectsarechieflyconcerned．Thetestmodelfollowsthesimilarityconditionsofgravity，resistance，incipientmotionandsuspending．Takingadomestictailingsdamastheengineeringbackground，thetestmodelforexperimentalstudyontailingsdambreakwasestablishedtoanalyzetheprocessandfailu

5、remechanism．Thebreachingprocessoftailingsdamfailureduetoovertoppingmainlyconsistsof‘ve~iealcontinuouserosioncausedbyflowandscarperosion’and‘intermittenttransverseexpansioncausedbyslopeinstabilitycollapse’．Intheearlytimeofdambreak，flowerosionisthedominantfactorofbreachexpansion，whilei

6、nthemiddleandlatestages，verticalscarperosionandslopeinstabilitycollapsehavebecomethedominantfactors．Keywords：damfailurecausedbyovertopping；modeltest；similaritylaw；mechanismofdambreak；scarperosion；breachmorphologyl前言尾矿库是矿山正常生产所需的重要设施，同时又是重大危险源。尾矿坝溃坝会对下游人民的生命财产安全造成重大损失以及严重的环境污染。在世界93种事

7、故、公害隐患中，尾矿库事故名列第18位-2]。自1960年以来我国发生尾矿库事故共计70多起，其中危害较大的有云锡公司火谷都尾矿库坝体失稳溃坝(1962年9月)、湖南柿竹园有色矿牛角垄尾矿库洪水漫顶溃坝(1985年8月)、湖北大冶铜矿龙角山尾矿库洪水漫顶溃坝(1994年7月)、广西南丹鸿图选厂尾矿库坝体失稳溃坝(2000年10月)、山西襄汾新塔矿业公司尾矿库坝体失稳溃坝(2008年9月)和信宜紫金矿业高旗岭尾矿库洪水漫顶溃坝(2010年12月)等。从安全意义上说，尾矿库必须满足两项最基本要求，一是尾矿坝坝体稳定性，二是尾矿库防洪能力(包括调洪库容、排洪设施的泄洪

8、能力及可·74·中国矿山